與傳統(tǒng)的電傳感器相比,光纖光柵傳感器具有其固有的優(yōu)點,如體積小、抗干擾、耐高溫高壓環(huán)境等,因此在光纖傳感領(lǐng)域具有越來越廣泛地應(yīng)用。特別是均勻光纖布拉格光柵(Fiber Bragg grating,FBG),由于成熟的刻寫技術(shù),已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于光纖光柵傳感測量領(lǐng)域。然而,對于非均勻光纖光柵,如相移光纖光柵(Phase shift fiber grating,PSFG))、莫爾光纖光柵、超結(jié)構(gòu)光纖光柵(Superstructure fiber grating,SFG)等等,由于其復雜的周期變化以及刻寫技術(shù)的限制并未得到廣泛地研究與應(yīng)用。本文首先理論分析了PSFG和SFG的傳感機理,然后基于普通單模FBG的刻寫方法—相位掩膜法,通過采取調(diào)整光路、更換材料以及與光纖Fabry-Perot(FP)腔級聯(lián)等措施,制作了小尺寸、多功能的非均勻光纖光柵,包括PSFG、SFG和結(jié)構(gòu)相移光柵。此外,實驗研究了上述非均勻光纖光柵對環(huán)境溫度、拉力、壓強和折射率等的傳感響應(yīng)特性。本論文主要的研究內(nèi)容和實驗結(jié)論概括如下:(1)首先利用傳輸矩陣法理論分析了FBG、PSFG、SFG和結(jié)構(gòu)相移光柵的光波傳輸特性;使用M...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 光纖光柵的分類與制作技術(shù)
        1.2.1 光纖光柵的分類
        1.2.2 光纖光柵的成柵機制
        1.2.3 光纖FBG制作技術(shù)
        1.2.4 相移光纖光柵制作技術(shù)
        1.2.5 超結(jié)構(gòu)光纖光柵制作技術(shù)
    1.3 本論文的研究目、創(chuàng)新性以及主要研究內(nèi)容
第二章 非均勻光纖光柵及其傳感理論研究
    2.1 非均勻光纖光柵理論分析
        2.1.1 均勻FBG耦合模理論
        2.1.2 均勻FBG傳輸矩陣法分析
        2.1.3 PSFG傳輸矩陣法分析
        2.1.4 SFG傳輸矩陣法分析
        2.1.5 結(jié)構(gòu)相移光柵傳輸矩陣法分析
    2.2 幾種非均勻光纖光柵光譜模擬
        2.2.1 均勻FBG光譜模擬
        2.2.2 PSFG光譜模擬
        2.2.3 SFG光譜模擬
    2.3 非均勻光纖光柵傳感理論
        2.3.1 光柵溫度拉力傳感特性
        2.3.2 光柵-FP腔傳感特性
        2.3.3 多參量傳感理論
    2.4     本章小節(jié)
第三章 相移光纖光柵制作與傳感特性研究
    3.1 制作普通FBG
    3.2 基于遮擋法的PSFG制作及傳感特性研究
        3.2.1 制作PSFG
        3.2.2 PSFG溫度拉力傳感特性
    3.3 結(jié)構(gòu)相移光柵制作及傳感特性研究
        3.3.1 制作光柵-感光膠腔
        3.3.2 光柵-感光膠腔傳感特性研究
        3.3.3 制作結(jié)構(gòu)相移光柵
        3.3.4 結(jié)構(gòu)相移光柵傳感特性研究
    3.4 本章小節(jié)
第四章 超結(jié)構(gòu)光纖光柵制作與傳感特性研究
    4.1 超結(jié)構(gòu)光纖光柵的制作
        4.1.1 制作SMF-SFG
        4.1.2 制作SCF-SFG
    4.2 超結(jié)構(gòu)光纖光柵傳感特性研究
        4.2.1 SMF-SFG傳感特性
        4.2.2 SCF-SFG傳感特性
    4.3 本章小節(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 主要工作總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間參加科研情況及獲得的學術(shù)成果



本文編號：3834531