光纖聲光可調諧濾波器的特性研究及應用.pdf

1、隨著通信領域逐漸步入全光纖網絡時代，飛速發(fā)展的光纖通信系統對光纖濾波器的性能提出了更高的要求，研制出結構簡單、調諧范圍寬、調諧速度快的光纖可調諧濾波器成為了必然。本論文針對光纖聲光可調諧濾波器展開系統的研究和分析，將光纖聲光可調諧濾波器應用于光纖傳感領域，提出了基于單模光纖型聲光可調諧濾波器的光纖激光應變傳感系統和基于單模光纖型聲光可調諧濾波器的光纖布拉格光柵解調系統。論文的主要研究成果如下:
　　1.分析了單模光纖型聲光可調諧濾

2、波器的軸向應變和溫度特性，濾波器的諧振波長隨著軸向應變或溫度的增加呈線性增長趨勢，且光纖包層直徑越小的濾波器的諧振波長隨軸向應變或溫度的增長系數越大;實驗測試了光纖包層直徑分別約為39μm和67μm的單模光纖型聲光可調諧濾波器的軸向應變和溫度特性，實驗結果的變化趨勢與仿真結果基本一致。
　　2.提出了一種基于單模光纖型聲光可調諧濾波器的光纖激光應變傳感系統，在光纖激光應變傳感系統中，單模光纖型聲光可調諧濾波器作為帶阻濾波器和傳感頭

3、，該系統結合了單模光纖型聲光可調諧濾波器對軸向應變具有線性的、高靈敏度的響應和光纖激光器較高的信噪比、較窄的線寬的優(yōu)勢，該系統的激光輸出波長隨著軸向應變的增加呈線性增長趨勢，其靈敏度高達0.148nm/με，高于大多數其它類型的光纖軸向應變傳感器。
　　3.提出了一種基于單模光纖型聲光可調諧濾波器的光纖布拉格光柵解調系統，該系統利用了單模光纖型聲光可調諧濾波器的傳輸光譜的帶阻濾波特性，通過測量經過單模光纖型聲光可調諧濾波器后的光纖

4、布拉格光柵的反射光譜的峰值功率，可以得到軸向應變的大小，同時，通過控制信號發(fā)生器的輸出電壓幅值，可以實現基于單模光纖型聲光可調諧濾波器的光纖布拉格光柵解調系統的響應度的調諧。
　　4.理論分析了均勻光纖布拉格光柵型和高斯切趾光纖布拉格光柵、相移光纖布拉格光柵和啁啾光纖布拉格光柵三種非均勻光纖布拉格光柵型聲光可調諧濾波器的傳輸特性，建立相關的理論模型，分析了聲波頻率和聲致應變幅度對均勻光纖布拉格光柵型和非均勻光纖布拉格光柵型聲光可調

5、諧濾波器的傳輸特性的影響;實驗測試了聲波頻率分別為563kHz和885.5kHz的基于剪切型PZT的均勻光纖布拉格光柵型聲光可調諧濾波器的傳輸光譜和聲波頻率分別為390kHz和700kHz的基于普通PZT的均勻光纖布拉格光柵型聲光可調諧濾波器的傳輸光譜，實驗發(fā)現兩者的傳輸特性較為相似，且變化趨勢與仿真結果基本一致。
　　5.提出了一種光纖疊柵型聲光可調諧濾波器，建立了相關的理論模型，理論分析了聲波頻率和聲致應變幅度對光纖疊柵型聲光