保偏光纖光柵傳感特性的研究.pdf

1、本文主要對(duì)保偏光纖的雙折射特性、保偏光纖光柵的溫度和應(yīng)變的特性進(jìn)行了分析，通過理論分析可知，保偏光纖光柵由于其高雙折射特性，其反射譜具有雙峰特性。 本文的理論部分主要分成三步，第一步，從結(jié)構(gòu)方面出發(fā)，分別對(duì)三種典型的保偏光纖，即熊貓型、領(lǐng)結(jié)型、橢圓型進(jìn)行了分析。通過理論分析和運(yùn)用Matlab進(jìn)行仿真，明確了決定保偏光纖雙折射大小結(jié)構(gòu)方面的因素，為制造高雙折射保偏光纖提供了理論基礎(chǔ)。第二步，從耦合模理論出發(fā)詳細(xì)推導(dǎo)了布拉格光纖光柵

2、的幅度耦合模方程組，通過解這組方程，得到了布拉格光纖光柵的反射譜表達(dá)式，進(jìn)而得到了布拉格光纖光柵的反射譜。第三步，在布拉格光纖光柵反射光譜表達(dá)式的基礎(chǔ)上，忽略保偏光纖光柵兩偏振模之間的耦合特性，得出了保偏光纖光柵的反射譜表達(dá)式，并一步分析了保偏光纖光柵的反射譜在不同溫度、不同應(yīng)變下的特性。 本文的實(shí)驗(yàn)部分主要是對(duì)保偏光纖光柵在不同溫度、不同應(yīng)變的情況下的反射譜的移位特性進(jìn)行了研究。對(duì)于保偏光纖光柵的溫度特性實(shí)驗(yàn)的研究，實(shí)驗(yàn)中將保

3、偏光纖光柵置于溫控箱中，使光柵只受到溫度的影響。本實(shí)驗(yàn)在20℃到80℃的范圍內(nèi)，以5℃為溫度間隔進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)記錄、觀測(cè)。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出隨著溫度的升高，保偏光纖光柵的反射譜的中心波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，但是反射譜雙峰間的間距逐漸變小。對(duì)于保偏光纖光柵的應(yīng)變特性實(shí)驗(yàn)的研究，實(shí)驗(yàn)中將保偏光纖光柵置于恒溫環(huán)境中，使光柵只受到應(yīng)變的影響。本實(shí)驗(yàn)在0με到1100με的范圍內(nèi)，以100με為所施加應(yīng)變間隔進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)記錄、觀測(cè)。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)