光纤光栅传感技术理论分析与实验探讨.pdf

摘要光纤光栅的技术是继掺铒光纤放大器之后光纤通信史上又一重要的里程碑。当激光通过掺杂光纤时,光纤的折射率随着光强的空间分布发生相应的变化,变化的大小与光强成线性关系在光纤上形成栅区保存下来。栅区实质是一个窄带的滤波器,能够实现对进行波长的选择。光栅传感技术是基于此光栅特性而诞生的一种新兴的传感测控方法,光栅传感器是对外部物理量进行感应的主要硬件。光栅传感器具有电磁免疫、高抗腐蚀性、高灵敏性以及良好稳定性等优势。光栅的灵活多样的封装可以使之应用于各种工程参数性能的测试和监控,有着广泛的市场应用前景。本文的主要研究方法是理论与实验相结合。主要目的是基于探讨光栅在称重系统中的应用来展开对光栅传感系统的理解和进行称重系统实验平台的设计。目��虻サ亟樯芰斯庹さ闹谱鞴ひ蘸蜕杓评砺郏�玉詈夏@砺鄢龇⑾晗傅�分析了光纤光栅的波导性能。��压庹ごǜ衅饔氪�车牡缪Тǜ衅鹘�辛吮冉戏治觯�秸咴诓饬渴��线性和重现性上表现相近,说明光栅传感器可以用于电学传感器领分析了光栅的传感特性,从工程应用角度出发,设计实验消除了外部温度变化对光栅性能的影响。利用单片机完成了对波长解调仪的信号的解析,以便把处理结果用大案,为独立设计出静态波长解调仪作好理论上积累。����貌牧狭ρШ偷�粤ρ�杓瞥隽擞糜谕獠课锢硇Ч�ǜ械挠布��通过大量的实验表明光栅在状态评估上应用效果很好,但在精确测量上出现了分辩率与量程的矛盾。在保证分辨率的前提下,引进或设训出超高量程的光栅传感器可以解决此矛盾。关键词:光纤光栅、光栅解调、传感技术、耦合模、光栅应用前通过分析与实验已完成了以下工作:域。型液晶屏幕显示。从理论上分析解调仪性能和形成了具体的有一定可操作性的设计方台,用于对真实的称萋系统进行模拟。��
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签字日期潮年厂月形日』每厂学位论文作者签名:疡支��阅%学位论文作者签名:方支明签字日期胁一�瓿г鹿蝗�学位论文版权使用授权书独创性声明�本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中本学位论文作者完全了解江西师范大学研究生学院有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权江西师范大学研究生学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印:缩印或扫插等复制手段保存、汇编学位论文。�C艿难�宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ��颇�作了明确的说明并表示谢意。日
第一章引言��光纤光栅的简述��光纤光栅的分类。卜瑚光纤光栅是由一段折射率沿其长度方向周期性交化的光纤构成,,其折射率会随光强的空间分布发生相应的变化,变化的大��牍馇砍上咝怨叵挡⒂涝兜乇4�下来形成了栅区。此栅区其实就是一个带滤波器或反射器,利用这一特性光纤光栅已经在滤波器、激光器、放大器、波分复用器和光纤光栅传感器等新型无源光器件中得到广泛应用⋯�啊�根据折射率变化导致的结构差异,可以将其分为均匀光纤光栅和非均匀光纤���裙庀斯庹な侵钢芷谘叵诵局嵯蚓�惹艺凵渎实髦粕疃任3J�囊焕喙�栅。典型代表有布拉格光栅和长周期光栅。其中,布拉格光栅周期一般为���量级,折射率调制深度一般为����,具有较窄的反射带����徒细叩姆�射率�咏�����诠庀送ㄐ偶按ǜ辛煊蛴τ米钗9惴骸3ぶ芷诠庀斯庹ぶ芷�远大于前者,一般为几十到几百微米。两种光栅波矢方向都与光纤轴线方向一致。不同的是长周期光纤光栅是透射型光纤光栅�鬒�凸庹�,它不是将某个波长的光反射,而是耦合到包层中损耗掉,目前主要用于掺铒光纤放大器的增益平坦和光纤传感。��蔷�裙庀斯庹さ闹芷谘叵诵局嵯虿痪�然蛘凵渎实髦粕疃炔晃3J�5�型代表有线性啾光栅和分段啁啾光栅。线性啁啾光栅在栅区内光栅节距单调周期线性变化,使各个通路中的各波长在光栅的不同深度处反射回来,对谱宽展宽作了补偿。分段啁啾光栅功能与前者类似,只是栅区内光栅节距分布不同。这两种啁啾光纤光栅具有的共同特点是:反射带宽远大于均匀周期光栅的带宽,可达几十纳米,可用于产生超短脉冲、色