基于重疊寫入啁啾光柵FP腔濾波器的研究.pdf

1、近年來,準(zhǔn)分布式光纖光柵傳感技術(shù)憑借著測(cè)量精度高、測(cè)量距離遠(yuǎn)、可多點(diǎn)分布式測(cè)量、壽命長(zhǎng)、適應(yīng)各種惡劣環(huán)境等優(yōu)勢(shì),在現(xiàn)代工程長(zhǎng)期實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛,而作為整個(gè)傳感系統(tǒng)核心器件的法布里玻羅腔濾波器(FP腔濾波器)更是目前的研究熱點(diǎn)之一。
　　 本文利用重疊寫入啁啾光柵技術(shù),分別應(yīng)用不同方法形成FP腔濾波器,應(yīng)用耦合模理論對(duì)其進(jìn)行理論分析,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)及仿真結(jié)果對(duì)各種方法進(jìn)行比較。本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　

2、 1.概述光纖及光纖傳感技術(shù)的發(fā)展歷程及其在實(shí)際中的應(yīng)用現(xiàn)狀,分析比較了目前幾種主要FP腔濾波器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。
　　 2.詳細(xì)闡述FP腔濾波器的原理,分析了FP腔濾波器的裝置結(jié)構(gòu),調(diào)諧過程以及自由光譜范圍。介紹光纖光柵的理論模型,并應(yīng)用耦合模理論,分析啁啾光柵的光譜特性和折射率調(diào)制?；趯?duì)FP腔濾波器和啁啾光柵的研究,利用重疊寫入啁啾光柵形成FP腔濾波器。
　　 3.比較了三種形成FP腔濾波器的方法,即啁啾光柵串聯(lián)法,

3、施加應(yīng)力重疊寫入啁啾光柵法和移動(dòng)相位掩模板重疊寫入啁啾光柵法。啁啾光柵串聯(lián)法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但由于啁啾光柵長(zhǎng)度過長(zhǎng),梳狀透射光譜不明顯。應(yīng)用施加應(yīng)力法重疊寫入啁啾光柵法,可形成明顯梳狀透射光譜,證明了利用重疊寫入啁啾光柵形成FP腔濾波器的可行性。移動(dòng)相位掩模板法可形成明顯的梳狀透射光譜,并且可精確控制兩段啁啾光柵中心波長(zhǎng)的偏差,透射光譜的自由光譜范圍明顯展寬。
　　 4.理論分析了移動(dòng)相位掩模板重疊寫入啁啾光柵法制作FP腔濾波器的特性

4、,獲得高精細(xì)度諧振峰的參數(shù)特性,并分析了啁啾光柵的啁啾量大小對(duì)FP腔濾波器性能的影響。結(jié)果表明,兩段啁啾量為3nm的啁啾光柵重疊寫入同一段光纖后,透射光譜可形成精細(xì)度良好的諧振峰,自由光譜范圍可達(dá)1.3nm;重疊寫入啁啾量4nm的啁啾光柵后,自由光譜范圍可達(dá)1.7nm,重疊寫入啁啾量5nm的啁啾光柵后,諧振峰仍保持較高的精細(xì)度,自由光譜范圍可達(dá)2nm,完全滿足單路傳感光柵波長(zhǎng)解調(diào)的要求。
　　 5.分別采用施加應(yīng)力法和移動(dòng)相位掩