全光纖轉(zhuǎn)動拉曼激光雷達FBG分光與實驗研究.pdf

1、現(xiàn)有的轉(zhuǎn)動拉曼激光雷達分光系統(tǒng)體積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整困難、穩(wěn)定性差，制約著其在星載、機載等移動平臺的應(yīng)用。本文以探測大氣溫度的空基轉(zhuǎn)動拉曼激光雷達為應(yīng)用對象，利用光纖布拉格光柵開展新型全光纖轉(zhuǎn)動拉曼分光系統(tǒng)相關(guān)研究，以期推動轉(zhuǎn)動拉曼激光雷達由地基向空基的研究進程，具有重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。
　　以大氣散射效應(yīng)為理論基礎(chǔ)，分析轉(zhuǎn)動拉曼激光雷達探測大氣溫度的原理，設(shè)計了全光纖分光的激光雷達系統(tǒng)。在詳細探討和分析現(xiàn)有轉(zhuǎn)動拉曼分光系

2、統(tǒng)的基礎(chǔ)上，闡述了全光纖分光系統(tǒng)的設(shè)計原理，構(gòu)建和優(yōu)化了以可見光波段光纖布拉格光柵為核心的全光纖分光系統(tǒng)，以實現(xiàn)對米散射和瑞利散射信號提供70dB以上的抑制率。
　　采用折射率微擾理論和耦合模式理論，分析了光纖布拉格光柵的成柵過程及中心波長、帶寬等性能參數(shù)的變化規(guī)律，重點分析了飽和折射率、光纖長度和曝光時間等主要加工參數(shù)對可見光波段光纖布拉格光柵反射率和邊帶抑制率的影響情況，為可見光波段光纖布拉格光柵的設(shè)計制作提供了良好的理論基礎(chǔ)

3、;分析了相位掩模板的衍射特性，設(shè)計了用于制作可見光波段光纖布拉格光柵的相位掩模板主要性能參數(shù)，仿真了可見光波段光纖布拉格光柵的反射譜譜線，成功研制出中心波長為529.5nm、反射率約為95％的光纖布拉格光柵，解決了可見光波段的光纖布拉格光柵的技術(shù)實現(xiàn)難題。
　　針對光纖布拉格光柵中心波長易受各種加工參數(shù)影響，很難與大氣分子轉(zhuǎn)動拉曼譜線精確匹配，依據(jù)光纖布拉格光柵調(diào)諧原理，研究設(shè)計了結(jié)構(gòu)簡單且啁啾較少的準等強度懸臂梁雙向精細調(diào)諧機構(gòu)