基于級聯(lián)長周期光纖光柵的分布式FBG解調系統(tǒng)研究.pdf

1、光纖布拉格光柵（FBG）傳感器是一個人們關注的熱點，因為它對于應變、溫度等物理量的敏感性，被普遍地運用到了許多領域。由于它能夠對光波進行波長編碼的特點，所以波長技術解調是對其進行檢測分析的最主要的途徑。級聯(lián)長周期光纖光柵（CLPG）因為其譜型豐富且易于調節(jié)的特點，被廣泛用作各種濾波器等其他器件。課題基于級聯(lián)長周期光纖光柵的光譜特性將其作為邊緣濾波器，實現(xiàn)了對分布式光纖布拉格光柵傳感信號的解調，從而測量出軸向應變的變化。本文進行的研究工作

2、，主要包括以下幾點：
　?。?）詳細地介紹光纖光柵傳感技術的發(fā)展與分類，對光纖光柵解調技術和復用技術作了詳細的敘述。對近些年來級聯(lián)長周期光纖光柵在各個方面應用領域的研究現(xiàn)狀進行了詳細地介紹。通過耦合模理論分析了光波在波導中的傳播情況。通過麥克斯韋方程對耦合模方程進行推導，得出光纖光柵布拉格條件以及反射率公式。
　?。?）對光纖光柵的理論分析方法進行了詳細地闡述，重點介紹了耦合模理論、傳輸矩陣法和傅里葉變換法。用OptiGra

3、ting仿真軟件對長周期光纖光柵的透射譜進行了仿真，并通過改變光柵周期、光柵長度、折射率調制深度、包層折射率幾方面的參數(shù)分析其對長周期光纖光柵透射譜的影響規(guī)律。
　?。?）介紹了級聯(lián)長周期光纖光柵的模式理論及級聯(lián)長周期光纖光柵透射譜公式的求解方法，使用Matlab對級聯(lián)長周期光纖光柵的透射譜進行了仿真，并通過改變光柵之間的級聯(lián)距離、相移量及級聯(lián)光纖相對位置分析其對級聯(lián)長周期光纖光柵透射譜特性的影響規(guī)律?？梢钥闯鐾ㄟ^調整級聯(lián)距離、相

4、移量及級聯(lián)光纖相對位置等方法能夠靈活控制級聯(lián)長周期光纖光柵的輸出光譜，為級聯(lián)長周期光纖光柵的應用提供了一定的理論指導。
　?。?）對基于級聯(lián)長周期光纖光柵的分布式FBG解調系統(tǒng)做了詳細的研究，在傳統(tǒng)的基于長周期光纖光柵邊緣濾波解調技術的基礎上，提出了基于級聯(lián)長周期光纖光柵的分布式FBG解調技術。該解調技術是利用級聯(lián)長周期光纖光柵透射譜的多個線性區(qū)作為邊緣濾波器，同時使用了一個多通道的帶通濾波器，實現(xiàn)了對軸向應變的傳感。對于采用波分