光纖光柵傳感器解調(diào)技術(shù)的研究.pdf

1、光纖光柵傳感器(Fiber grating sensor)是一種能感測(cè)多種物理參量的光無源器件。利用光學(xué)材料的光敏特性在光纖的纖芯上設(shè)計(jì)并建立的一種具有空間周期性折射率分布，感測(cè)物理參量的變化，從而改變或控制光在該特定區(qū)域的傳播方式。通過對(duì)光本征參數(shù)(波長漂移)的解調(diào)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的測(cè)量及傳感。 作為光電子研究領(lǐng)域的一種新興技術(shù)，以光纖光柵為基本傳感器的檢測(cè)技術(shù)近年來受到廣泛的關(guān)注，世界各國的研究者都在深入開展此項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)

2、研究?，F(xiàn)階段光纖光柵傳感器可以檢測(cè)的物理量有：溫度、應(yīng)變、壓力、位移、壓強(qiáng)、扭角、扭矩(扭應(yīng)力)、加速度、電流、電壓、磁場(chǎng)、頻率、濃度、熱膨脹系數(shù)、振動(dòng)等，其中有相當(dāng)數(shù)量及品種的光纖光柵傳感系統(tǒng)已經(jīng)得到了實(shí)際工程應(yīng)用。 本文在對(duì)國內(nèi)外光纖光柵傳感技術(shù)及其傳感信號(hào)解調(diào)技術(shù)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了光纖布拉格光柵傳感信號(hào)解調(diào)方案，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。主要論文工作如下： (1)系統(tǒng)地闡述了光纖光柵傳光的耦合模理論和傳

3、輸矩陣?yán)碚摗?(2)分析了光纖布拉格光柵的傳感原理，給出了光纖布拉格光柵的應(yīng)變和溫度傳感原理式。 (3)分析研究了光纖布拉格光柵傳感信號(hào)解調(diào)原理；提出了一種新的對(duì)溫度不敏感的雙三角形懸臂梁解調(diào)技術(shù)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證此種技術(shù)具有可行性。 (4)設(shè)計(jì)了一種基于非平衡M．Z解調(diào)技術(shù)的光纖布拉格光柵傳感信號(hào)解調(diào)技術(shù)方案；通過理論分析得到了光柵溫度與功率變化的關(guān)系。 (5)利用所設(shè)計(jì)的光纖布拉格光柵傳感信號(hào)解調(diào)實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)