光纖Bragg光柵傳感理論和器件研究.pdf

1、近年來，光纖Bragg光柵(FBG)傳感器在光纖傳感領域異軍突起，獨領風騷。影響光柵作為傳感器的最主要問題之一，是光柵傳感器難以區(qū)別溫度和應變響應(溫度和應變的交叉敏感性)，而在多數(shù)傳感應用中，溫度和應變卻恰恰是傳感量的基本元素。本論文正是針對這個問題，對光纖光柵傳感器的基本理論和器件設計進行了研究，主要完成以下工作： (1)綜合分析、研究了光纖光柵的發(fā)展過程、制作技術、分類及應用；在耦合模理論指導下，分析了光纖光柵縱向耦合的特

2、點，推導出了FBG反射率的解析表達式，經(jīng)過數(shù)值計算，得出了FBG的濾波特性及其反射光譜與光纖參數(shù)的關系。 (2)系統(tǒng)研究了FBG對溫度、應變的傳感機理，推導出了封裝后的FBG相對波長漂移與熱光效應、熱膨脹、軸向應變之間的函數(shù)關系表達式。 (3)自行設計了一種新穎的FBG傳感器，僅使用單根光纖，能同時測量溫度和作用力，并數(shù)值分析了其作用力與波長展寬的關系，溫度與中心波長的關系。 (4)對斜貼在簡支梁中部側面的FBG