光纖Bragg光柵傳感理論和器件研究.pdf

1、近年來，光纖Bragg光柵(FBG)傳感器在光纖傳感領(lǐng)域異軍突起，獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。影響光柵作為傳感器的最主要問題之一，是光柵傳感器難以區(qū)別溫度和應(yīng)變響應(yīng)(溫度和應(yīng)變的交叉敏感性)，而在多數(shù)傳感應(yīng)用中，溫度和應(yīng)變卻恰恰是傳感量的基本元素。本論文正是針對這個(gè)問題，對光纖光柵傳感器的基本理論和器件設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，主要完成以下工作： (1)綜合分析、研究了光纖光柵的發(fā)展過程、制作技術(shù)、分類及應(yīng)用；在耦合模理論指導(dǎo)下，分析了光纖光柵縱向耦合的特

2、點(diǎn)，推導(dǎo)出了FBG反射率的解析表達(dá)式，經(jīng)過數(shù)值計(jì)算，得出了FBG的濾波特性及其反射光譜與光纖參數(shù)的關(guān)系。 (2)系統(tǒng)研究了FBG對溫度、應(yīng)變的傳感機(jī)理，推導(dǎo)出了封裝后的FBG相對波長漂移與熱光效應(yīng)、熱膨脹、軸向應(yīng)變之間的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式。 (3)自行設(shè)計(jì)了一種新穎的FBG傳感器，僅使用單根光纖，能同時(shí)測量溫度和作用力，并數(shù)值分析了其作用力與波長展寬的關(guān)系，溫度與中心波長的關(guān)系。 (4)對斜貼在簡支梁中部側(cè)面的FBG