光纖Bragg光柵的制作及溫度補(bǔ)償方法的研究.pdf

1、光纖光柵是近幾年發(fā)展最為迅速的光纖無源器件之一。由于其體積小、重量輕、不受電磁干擾及插入損耗低等優(yōu)良特性，在光纖通信及傳感領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。在光纖傳感領(lǐng)域，光纖Bragg光柵的中心波長(zhǎng)隨環(huán)境溫度和所受應(yīng)力的變化均產(chǎn)生漂移，測(cè)量中會(huì)引起交叉敏感問題；在光纖通信領(lǐng)域?qū)饫w光柵的波長(zhǎng)穩(wěn)定性要求也很高，因此對(duì)光纖Bragg光柵進(jìn)行溫度補(bǔ)償具有非常重要的實(shí)際意義。 基于光纖的光敏性機(jī)理，對(duì)普通單模石英光纖進(jìn)行了載氫處理，利用相位掩模

2、法制作了光纖Bragg光柵，并分析和驗(yàn)證了光纖Bragg光柵的溫度和應(yīng)變特性。 在深入研究光纖Bragg光柵溫度補(bǔ)償原理并進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)及理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種有效的無源溫度補(bǔ)償方法。通過對(duì)石英和有機(jī)玻璃兩種熱膨脹系數(shù)不同的材料進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)光纖Bragg光柵進(jìn)行封裝使其產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)變。當(dāng)溫度升高時(shí)，石英和有機(jī)玻璃的熱膨脹尺度不同將導(dǎo)致光纖光柵預(yù)應(yīng)變的減少，由此引起的波長(zhǎng)負(fù)漂移抵消溫度升高引起的波長(zhǎng)正漂移，從而實(shí)

3、現(xiàn)光纖Bragg光柵的溫度補(bǔ)償。補(bǔ)償前光纖Bragg光柵中心波長(zhǎng)在-19℃～60℃溫度范圍內(nèi)變化0.79nm，溫度系數(shù)為0.01nm/℃，補(bǔ)償后溫度系數(shù)約為4.43×10-4nm/℃，光柵的溫度穩(wěn)定性提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。論文討論了光纖Bragg光柵所加預(yù)應(yīng)力的大小對(duì)補(bǔ)償效果的影響，分析了光纖光柵溫度補(bǔ)償中出現(xiàn)過補(bǔ)償和欠補(bǔ)償?shù)脑?，并?duì)單面封裝和雙面封裝產(chǎn)生的效果進(jìn)行了對(duì)比。最后，本文探討了基于負(fù)膨脹材料的光纖Bragg光柵溫度補(bǔ)償方法，并