光纖Bragg光柵傳感技術(shù)的研究.pdf

1、本課題來源于教育部博士點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目(20030056017)，主要的研究目的是對光纖光柵傳感器在傳感領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行探討和基礎(chǔ)性研究。 光纖光柵傳感器是光纖傳感器的一個(gè)重要分支，日益受到人們關(guān)注。本文從解調(diào)系統(tǒng)的角度進(jìn)行了光纖Bragg光柵傳感器在應(yīng)變參數(shù)傳感領(lǐng)域的研究，設(shè)計(jì)了基于非平衡掃描Michelson光纖干涉技術(shù)的解調(diào)方案，在此基礎(chǔ)上完成了整個(gè)解調(diào)系統(tǒng)的搭建和調(diào)試，并利用該系統(tǒng)進(jìn)行了光纖Bragg光柵的應(yīng)變特性實(shí)驗(yàn)。

2、 1.利用耦合模理論研究了光波在光纖光柵中的傳播規(guī)律，并依據(jù)耦合模理論研究了均勻周期光纖Bragg光柵的傳輸響應(yīng)特性，對光纖光柵的反射譜進(jìn)行了數(shù)值模擬，同時(shí)分析了光纖光柵的折射率調(diào)制深度δneff和光柵長度L與光纖光柵特性之間的關(guān)系。研究了光纖Bragg光柵的應(yīng)變和溫度傳感模型，并通過對光纖的彈光效應(yīng)、光纖周期的伸縮、熱光效應(yīng)、熱膨脹效應(yīng)的分析得出了光纖光柵的應(yīng)變靈敏度、溫度靈敏度和壓力靈敏度。 2.系統(tǒng)的研究了光纖光柵

3、的解調(diào)理論，建立了基于Michelson光纖干涉理論的解調(diào)系統(tǒng)模型，并對整個(gè)解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了細(xì)化，具體介紹了方案中每個(gè)組成裝置的選擇依據(jù)和設(shè)計(jì)思想。 3.完成了光纖光柵解調(diào)信號處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換、噪聲濾波、RS鑒相等功能，并設(shè)計(jì)了以89C51單片機(jī)為核心的相位測量系統(tǒng)，它可以實(shí)時(shí)的實(shí)現(xiàn)周期方波信號和相位脈寬信號之間的相位值顯示，測量系統(tǒng)的分辯力達(dá)到0.036°。 4.構(gòu)建了基于Michelson干涉解調(diào)理