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文檔簡(jiǎn)介
1、本文主要研究三種帶通長(zhǎng)周期光纖光柵(LPFG)的高溫特性,包括偏置式帶通LPFG、透射式帶通LPFG和反射式帶通LPFG,并針對(duì)其普遍存在的缺點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化。論文首先根據(jù)長(zhǎng)周期光纖光柵的耦合理論設(shè)計(jì)制作了三種帶通LPFG,隨后對(duì)三種帶通LPFG的高溫特性進(jìn)行了分析。最后論文根據(jù)帶通LPFG分辨率低、解調(diào)復(fù)雜、不利于長(zhǎng)距離測(cè)量等缺點(diǎn),利用光柵自身優(yōu)化與環(huán)形激光器相結(jié)合,對(duì)其線寬進(jìn)行了壓縮,實(shí)驗(yàn)結(jié)果能與FBG兼容。論文的主要內(nèi)容包括:
2、 1.將兩個(gè)諧振波長(zhǎng)匹配的LPFG進(jìn)行偏置熔接,制作成偏置式帶通LPFG。該帶通LPFG的傳光效率取決于兩段光纖包層的重合面積,對(duì)于均勻LPFG而言,偏置熔接會(huì)導(dǎo)致偶和效率很低,而實(shí)驗(yàn)室利用CO2激光器制作的LPFG具有非對(duì)稱性,包層模能量分布不均,將能量相對(duì)集中部分進(jìn)行熔接,可提高耦合效率。將其作為傳感器進(jìn)行了高溫特性實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,其靈敏度能夠達(dá)到0.091 nm/℃。
2.利用一段纖芯不導(dǎo)光而包層導(dǎo)光的特種空芯光纖,將
3、兩個(gè)諧振波長(zhǎng)匹配的LPFG連接起來(lái),制作出了透射式帶通LPFG??招竟饫w的纖芯內(nèi)徑為13μm的空氣孔,外徑與單模光纖一致,由于空氣的折射率小于包層,不滿足全反射條件,空芯孔中的基模光會(huì)隨著傳輸距離的增加而逐漸消逝,被光柵耦合到包層中的光能夠繼續(xù)傳輸,遇到另一個(gè)匹配光柵后耦合回纖芯,從而實(shí)現(xiàn)帶通功能。我們對(duì)其高溫特性進(jìn)行了研究,其靈敏度與單個(gè)LPFG類似,可以實(shí)現(xiàn)高溫的監(jiān)測(cè)。
3.在長(zhǎng)周期光纖光柵的尾端熔接一段空芯光纖,熔接端面
4、用特殊的熔接方式進(jìn)行處理,并將空芯光纖的尾端切平,實(shí)現(xiàn)反射式帶通特性。其中消除纖芯基模在熔接面處的反射是關(guān)鍵,在優(yōu)化熔接方法后,反射回來(lái)的包層模能量就不會(huì)被其他噪聲淹沒(méi)。我們對(duì)其進(jìn)行了高溫特性實(shí)驗(yàn),由于受到實(shí)驗(yàn)儀器的限制,實(shí)驗(yàn)室的條件只能測(cè)到600℃。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,其靈敏度為0.095nm/℃。
4.針對(duì)帶通長(zhǎng)周期光纖光柵存在的譜線太寬、解調(diào)復(fù)雜、不利于長(zhǎng)距離測(cè)量等問(wèn)題,提出了優(yōu)化方法:一方面增加長(zhǎng)周期光纖光柵的周期數(shù),
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