光纖聲光可調(diào)諧濾波器的特性研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著通信領(lǐng)域逐漸步入全光纖網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，飛速發(fā)展的光纖通信系統(tǒng)對(duì)光纖濾波器的性能提出了更高的要求，研制出結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)諧范圍寬、調(diào)諧速度快的光纖可調(diào)諧濾波器成為了必然。本論文針對(duì)光纖聲光可調(diào)諧濾波器展開系統(tǒng)的研究和分析，將光纖聲光可調(diào)諧濾波器應(yīng)用于光纖傳感領(lǐng)域，提出了基于單模光纖型聲光可調(diào)諧濾波器的光纖激光應(yīng)變傳感系統(tǒng)和基于單模光纖型聲光可調(diào)諧濾波器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)。論文的主要研究成果如下:
　　1.分析了單模光纖型聲光可調(diào)諧濾

2、波器的軸向應(yīng)變和溫度特性，濾波器的諧振波長隨著軸向應(yīng)變或溫度的增加呈線性增長趨勢，且光纖包層直徑越小的濾波器的諧振波長隨軸向應(yīng)變或溫度的增長系數(shù)越大;實(shí)驗(yàn)測試了光纖包層直徑分別約為39μm和67μm的單模光纖型聲光可調(diào)諧濾波器的軸向應(yīng)變和溫度特性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化趨勢與仿真結(jié)果基本一致。
　　2.提出了一種基于單模光纖型聲光可調(diào)諧濾波器的光纖激光應(yīng)變傳感系統(tǒng)，在光纖激光應(yīng)變傳感系統(tǒng)中，單模光纖型聲光可調(diào)諧濾波器作為帶阻濾波器和傳感頭

3、，該系統(tǒng)結(jié)合了單模光纖型聲光可調(diào)諧濾波器對(duì)軸向應(yīng)變具有線性的、高靈敏度的響應(yīng)和光纖激光器較高的信噪比、較窄的線寬的優(yōu)勢，該系統(tǒng)的激光輸出波長隨著軸向應(yīng)變的增加呈線性增長趨勢，其靈敏度高達(dá)0.148nm/με，高于大多數(shù)其它類型的光纖軸向應(yīng)變傳感器。
　　3.提出了一種基于單模光纖型聲光可調(diào)諧濾波器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用了單模光纖型聲光可調(diào)諧濾波器的傳輸光譜的帶阻濾波特性，通過測量經(jīng)過單模光纖型聲光可調(diào)諧濾波器后的光纖

4、布拉格光柵的反射光譜的峰值功率，可以得到軸向應(yīng)變的大小，同時(shí)，通過控制信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓幅值，可以實(shí)現(xiàn)基于單模光纖型聲光可調(diào)諧濾波器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)的響應(yīng)度的調(diào)諧。
　　4.理論分析了均勻光纖布拉格光柵型和高斯切趾光纖布拉格光柵、相移光纖布拉格光柵和啁啾光纖布拉格光柵三種非均勻光纖布拉格光柵型聲光可調(diào)諧濾波器的傳輸特性，建立相關(guān)的理論模型，分析了聲波頻率和聲致應(yīng)變幅度對(duì)均勻光纖布拉格光柵型和非均勻光纖布拉格光柵型聲光可調(diào)

5、諧濾波器的傳輸特性的影響;實(shí)驗(yàn)測試了聲波頻率分別為563kHz和885.5kHz的基于剪切型PZT的均勻光纖布拉格光柵型聲光可調(diào)諧濾波器的傳輸光譜和聲波頻率分別為390kHz和700kHz的基于普通PZT的均勻光纖布拉格光柵型聲光可調(diào)諧濾波器的傳輸光譜，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩者的傳輸特性較為相似，且變化趨勢與仿真結(jié)果基本一致。
　　5.提出了一種光纖疊柵型聲光可調(diào)諧濾波器，建立了相關(guān)的理論模型，理論分析了聲波頻率和聲致應(yīng)變幅度對(duì)光纖疊柵型聲光