基于纖錐反射裝置的有源查詢技術(shù)的研究.pdf

1、本文在研究光纖光柵(Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG)及光纖環(huán)形鏡(Fiber LoopMirror,FLM)工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)FLM的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，建立了基于FBG和FLM反射技術(shù)的有源查詢系統(tǒng)，成功的對(duì)10個(gè)FBG組成的傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了查詢，并利用非平衡掃描Michelson干涉儀對(duì)傳感信號(hào)進(jìn)行了解調(diào)。論文全文從以下四個(gè)方面報(bào)道了研究工作： (1)從布喇格方程出發(fā)，分析了FBG傳感的基本理論以及應(yīng)力、壓力

2、、環(huán)境溫度對(duì)FBG的影響，最終給出了這三種物理量同時(shí)作用于FBG時(shí)，其布喇格波長(zhǎng)總漂移量的數(shù)學(xué)表達(dá)式；通過分析寬帶耦合器的耦合理論，介紹了以熔融拉錐法制作寬帶耦合器的原理。利用預(yù)拉法使參與制作耦合器的兩光纖間因結(jié)構(gòu)不對(duì)稱而具有不同的傳播常數(shù)，從而研制出耦合比對(duì)波長(zhǎng)響應(yīng)平坦的寬帶耦合器；以3dB耦合器制作FLM，討論了FLM具有“全反射鏡”特性的條件，提出可以利用雙折射效應(yīng)使FLM的反射率(透射率)發(fā)生改變。 (2)基于研制的2×

3、2型3dB寬帶耦合器制作了FLM，對(duì)其光學(xué)性能進(jìn)行了全面的實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了必要分析。實(shí)驗(yàn)中觀察到在耦合器寬帶性能良好的波段范圍內(nèi)，F(xiàn)LM具有很好的“全反射”特性，反射率高于99.9％(忽略FLM的各種損耗)。 (3)根據(jù)FBG的帶阻濾波和FLM的“全反射”特性，提出并建立一種基于FBG和FLM的線性腔光纖激光器結(jié)構(gòu)。利用內(nèi)置偏振控制器(Polarization Controller,PC)，扭轉(zhuǎn)光纖環(huán)，通過影響環(huán)中光纖內(nèi)

4、的應(yīng)力分布，產(chǎn)生雙折射效應(yīng)，進(jìn)而影響透射率(反射率)大小，成功地實(shí)現(xiàn)對(duì)激光輸出功率在(0.485，6.86)mw范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。借助等腰三角形懸臂梁對(duì)FBG的工作波長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)諧，實(shí)現(xiàn)了激光波長(zhǎng)在(1555.065，1557.240)nm內(nèi)的可調(diào)輸出。 (4)結(jié)合FBG及FLM的工作原理及特性，提出了一種新型的基于閉合腔的有源查詢裝置，將10個(gè)FBG傳感元內(nèi)置于FLM中，利用F-P濾波器對(duì)傳感陣列進(jìn)行波長(zhǎng)掃描，實(shí)現(xiàn)各傳感元的地址的查詢