光纖光柵傳感特性與多點(diǎn)復(fù)用技術(shù)研究.pdf

1、光纖光柵傳感技術(shù)是近年來(lái)傳感技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)新方向,它具有質(zhì)量輕、抗電磁干擾、耐腐蝕、易于組成光纖傳感網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn),廣泛地應(yīng)用到航空航天、石油、電力、土木工程、生物化學(xué)以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。本文首先從光纖光柵理論出發(fā),建立光纖光柵時(shí)分復(fù)用模型,其次在研究光纖光柵的各種復(fù)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出一種大容量的光纖光柵復(fù)用技術(shù)方案,分析其原理并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其性能,其主要工作如下:
　　1.根據(jù)光纖光柵耦合模理論,研究光纖光柵的計(jì)算方法和光譜特性,

2、以及傳感器反射率和光柵長(zhǎng)度,折射率調(diào)制深度的關(guān)系。建立了光纖光柵時(shí)分復(fù)用模型,研究傳感器的反射率與傳感器復(fù)用數(shù)量的關(guān)系,并且分析光譜陰影效應(yīng)和多次反射效應(yīng)對(duì)傳感信號(hào)造成的串?dāng)_,通過(guò)仿真計(jì)算分析傳感器的反射率與串?dāng)_程度的關(guān)系。
　　2.以光纖光柵的時(shí)分復(fù)用模型為基礎(chǔ),提出了基于半導(dǎo)體光放大器(SOA)共振腔的時(shí)分復(fù)用方案。通過(guò)采用不同頻率的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng) SOA實(shí)現(xiàn)各傳感器的尋址,研究脈沖信號(hào)寬度與傳感器信號(hào)串?dāng)_的關(guān)系,以及腔內(nèi)衰減與

3、復(fù)用數(shù)量的關(guān)系。結(jié)合SOA共振腔技術(shù),提出TDM+WDM混用技術(shù)方案,傳感器陣列由多組傳感器構(gòu)成,組間以TDM方式訪問(wèn),組內(nèi)以WDM方式訪問(wèn),傳感器復(fù)用數(shù)量為兩種復(fù)用方式數(shù)量的乘積,以實(shí)現(xiàn)TDM技術(shù)復(fù)用能力的倍增。
　　3.對(duì)光纖光柵傳感特性進(jìn)行分析,根據(jù)其對(duì)溫度與應(yīng)變具有交叉敏感特點(diǎn),對(duì)傳感器進(jìn)行封裝,研制基于光纖光柵的溫度、應(yīng)變、壓力傳感器,并對(duì)其相關(guān)系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。
　　4.研制基于SOA共振腔的時(shí)分復(fù)用傳感系統(tǒng),并搭建