基于抗彎光纖的長周期光纖光柵特性研究.pdf

1、自從1999年饒?jiān)平淌诎l(fā)明了基于高頻CO2激光脈沖單側(cè)周期照射光纖寫入長周期光纖光柵的方法以來，本人所在團(tuán)隊(duì)對LPFP的寫入方法、成柵機(jī)理、基本性質(zhì)和實(shí)際應(yīng)用等多個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，逐步形成體系。近年來，隨著人們對信息需求量的爆炸性性增漲，光纖到戶取得了很大發(fā)展，這得益于抗彎光纖的發(fā)明。隨著抗彎光纖大量運(yùn)用于光纖通信體系末端，研究其傳感特性就顯得特別重要而且有意義。本文結(jié)合課題組的積累，采用高頻CO2激光脈沖在抗彎光纖制作長周期光

2、纖光柵，研究其傳感特性，取得了一定的創(chuàng)新性研究成果。主要內(nèi)容如下：
　　1．采用高頻 CO2激光成功在帶納米環(huán)結(jié)構(gòu)的抗彎光纖上寫入長周期光纖光柵。對該型長周期光纖光柵的溫度和應(yīng)變傳感特性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其溫度靈敏度較基于普通光纖的長周期光纖光柵提高近三倍，并且溫度提高后靈敏度有所提高。另外不同周期的諧振峰對應(yīng)變的靈敏度差別較大。結(jié)合不同周期的溫度和應(yīng)變特性的差異提出一種溫度和應(yīng)變同時(shí)測量的傳感器結(jié)構(gòu)，并申請發(fā)明專利。
　　2．

3、在前面的提到的溫度應(yīng)變同時(shí)測量的傳感器結(jié)構(gòu)實(shí)際上是基于兩個(gè)長周期光纖光柵組合形成的。論文在改善寫入方法，即寫入時(shí)施加特定大小的拉力，在一個(gè)長周期光纖光柵形成兩個(gè)諧振峰，然后研究其溫度和應(yīng)變特性發(fā)現(xiàn)兩個(gè)諧振峰的應(yīng)變靈敏度存在較大差異，隨即提出基于單個(gè)長周期光纖光柵的溫度應(yīng)變同時(shí)測量的傳感器結(jié)構(gòu)，申請發(fā)明專利。
　　3．論文對基于抗彎光纖的長周期光纖光柵的彎曲和扭曲特性進(jìn)行了初步研究。發(fā)現(xiàn)其彎曲存在明顯的方向相關(guān)性，在特殊的方向（比如

4、CO2激光寫入方向）上具有較大的彎曲靈敏度，而在其他方向上彎曲對諧振波長的影響很小。該型長周期光纖光柵不同階數(shù)的耦合模對扭曲存在不同的響應(yīng)，低階模的諧振峰對扭曲方向明顯敏感，而高階模的諧振峰對扭曲方向不敏感，諧振波長對扭曲呈周期性起伏。
　　4．論文采用小周期數(shù)成功寫入長周期光纖光柵，其諧振峰帶寬極大提高，3dB達(dá)到240nm，從其透射譜上可以看出其跨越了1310nm和1550nm這兩個(gè)常用的通信波段，利用邊緣濾波效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)溫度的