長周期光纖光柵敏感特性的研究.pdf

1、長周期光纖光柵傳輸譜對很多外界變化有較強的敏感特性,因此在傳感領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景,本文對長周期光纖光柵多種敏感特性進行了比較詳細地研究,并比較系統(tǒng)地研究了長周期光纖光柵的耦合模理論和光譜控制等內(nèi)容,主要研究成果如下.從麥克斯韋方程組出發(fā),系統(tǒng)地研究了長周期光纖光柵耦合模理論,對有關(guān)研究成果進行了綜合與修正;基于Matlab平臺編程,可根據(jù)寫入條件模擬長周期光纖光柵傳輸譜,從而能直觀地進行理論研究;并對光譜控制和CO<,2>激光寫柵成

2、因進行了比較系統(tǒng)的理論研究,可用于指導(dǎo)光柵制備.研究表明,減小長周期光纖光柵包層半徑,可以調(diào)諧諧振波長并增強其環(huán)境折射率敏感特性;HF酸腐蝕實驗中,包層半徑減小了1.5 u m,諧振波長增大了29nm,對NaCl溶液濃度的敏感特性增強了39.4％.設(shè)計制作了一種新型液體濃度傳感器—單端長周期光纖光柵液體濃度傳感器,具有體積小,便于測量的優(yōu)點,并進行了相關(guān)測試.研究表明高頻CO<,2>激光脈沖三束對稱寫入長周期光纖光柵具有良好的溫度敏感特

3、性和軸向應(yīng)變敏感特性;在較大溫度范圍內(nèi),諧振波長平均溫度靈敏度約為0.11nm/℃,峰值損耗則對溫度基本不敏感;諧振波長和峰值損耗均隨軸向應(yīng)變近似成線性響應(yīng).首次發(fā)現(xiàn)高頻CO<,2>激光脈沖三束對稱寫入的長周期光纖光柵,其峰值損耗和諧振波長均具有扭轉(zhuǎn)方向相關(guān)性——順時針扭轉(zhuǎn),損耗深度減小,諧振波長向短波方向變化,逆時針扭轉(zhuǎn),則損耗深度增大,諧振波長向長波方向變化,而且都與扭轉(zhuǎn)角度近似成線性響應(yīng),平均靈敏度分別約為1.204dB/rad和