特殊結(jié)構(gòu)光纖光柵理論與應(yīng)用技術(shù).pdf

1、隨著光纖通信系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，光纖光柵已成為全光通信技術(shù)的關(guān)鍵器件和當(dāng)前國際研究的熱點。作為一種新型的光電子器件，光纖光柵不僅在光纖通信技術(shù)和光纖傳感技術(shù)而且在其他相關(guān)領(lǐng)域中均引起了一場新的里程碑式革命，其市場近年來不斷擴大。本文以提高光纖光柵器件性能、開發(fā)新型光纖光柵器件為目標，從光纖光柵基本理論出發(fā)，深入研究了特殊結(jié)構(gòu)光纖光柵的特性及其在色散斜率補償技術(shù)、光纖光柵傳感及復(fù)用技術(shù)方面的應(yīng)用，并取得了一些研究成果，
　　 主要內(nèi)容

2、包括：
　　 一、有效折射率調(diào)制光纖光柵（EIM-FBG）
　　 1.在推導(dǎo)有效折射率調(diào)制光纖光柵耦合模方程的基礎(chǔ)上，使用傳輸矩陣法全面地數(shù)值模擬了4種EIM-FBG（線性有效折射率調(diào)制均勻光纖布拉格光柵、非線性有效折射率調(diào)制均勻光纖布拉格光柵、線性有效折射率調(diào)制啁啾光纖光柵、非線性有效折射率調(diào)制啁啾光纖光柵）的反射譜和時延特性，同時也仿真分析了不同長度、不同切趾函數(shù)對EIM-FBG特性的影響。
　　 2.采用二

3、次曝光法，利用振幅模版+相位掩模版制作了線性有效折射率調(diào)制均勻光纖布拉格光柵（LEIM-UFBG）和線性有效折射率調(diào)制啁啾光纖光柵（LEIM-CFBG），實驗研究了它們的光譜特性，實驗結(jié)果與理論分析及數(shù)值模擬結(jié)果相吻合。
　　 3.數(shù)值研究了非線性有效折射率調(diào)制啁啾光纖光柵（NEIM-CFBG）的色散斜率特性；給出了一個用于計算NEIM-CFBG時延特性的簡單模型；提出了NEIM-CFBG的制作方案以及色散斜率補償方案。

4、　　 二、腔式光纖布拉格光柵（腔式FBG）
　　 1.對腔式FBG進行了理論分析，給出腔式FBG的傳輸矩陣以及反射率表達式；模擬研究了單/雙腔FBG的光譜特性，并且對光譜進行了傅立葉分析；指出了不同子光柵的中心波長失配量影響腔式FBG傅立葉峰頻振幅的特性。
　　 2.實驗研究了單腔FBG和雙腔FBG的光譜特性及其傅立葉波頻譜，其實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果相吻合。
　　 3.給出了腔式FBG的差分應(yīng)變傳感機理；分析了

5、腔式FBG的差分應(yīng)變傳感靈敏度以及波長分辨率對腔式FBG傳感信號解調(diào)的影響；研究了同一腔式FBG在不同波長分辨率下傅立葉峰頻振幅的變化以及不同分辨率下差分應(yīng)變靈敏度的變化。
　　 4.報道了一種新型的單腔FBG差分應(yīng)變傳感器，采用新型的傅立葉振幅解調(diào)方法進行傳感信號的解調(diào)。該差分應(yīng)變傳感方案可避免外界環(huán)境溫度場的影響，并且適用于光譜編碼復(fù)用（SCM）系統(tǒng)。
　　 5.提出了基于單腔FBG的SCM差分應(yīng)變傳感系統(tǒng)方案并進行