錐形光纖Bragg光柵制備及其傳感特性研究.pdf

1、隨著光纖光柵的理論研究和制作技術(shù)的日益深入和成熟，光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用得到了極大的發(fā)展。但是，光纖光柵對溫度和應(yīng)變的檢測存在交叉敏感問題，即溫度和應(yīng)變會同時引起光纖光柵的峰值波長變化，通過檢測單個光纖光柵無法對溫度和應(yīng)變加以區(qū)分，這已成為制約光纖光柵傳感器實用化的主要問題之一。國內(nèi)外的研究表明，特殊光纖光柵的研制為解決此問題提供了有效的途徑，因此本文開展錐形光纖Bragg光柵的制備及其傳感技術(shù)研究。 光纖Bragg光柵的耦合模理論

2、分析表明，當(dāng)光纖包層的直徑錐形化后，光纖Bragg光柵的有效帶寬呈現(xiàn)隨應(yīng)變增加而拓寬、對溫度變化不敏感的啁啾特性。因此，本文采用化學(xué)腐蝕的方法，利用組分、濃度不同的腐蝕液對光纖Bragg光柵進行腐蝕，制作出不同錐度的錐形光纖Bragg光柵，并對這種光柵的傳感特性進行了深入的分析。 本文以單片機為核心，設(shè)計并實現(xiàn)了錐形光纖Bragg光柵的腐蝕控制系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)精密位移臺的移動速度，控制光纖在腐蝕液中的腐蝕速度，實現(xiàn)對光纖腐蝕過程的

3、精密控制，制作出了不同錐度的錐形光纖Bragg光柵。利用VC開發(fā)了控制整個腐蝕過程的控制軟件(Caustic Control)，實現(xiàn)了腐蝕過程控制命令的自動編輯、手動編輯、下載以及腐蝕系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。搭建溫度、應(yīng)變測試系統(tǒng)，使用光譜儀對所制作的錐形光纖光柵的傳感特性進行了分析及標(biāo)定，并對結(jié)果進行了驗證。 不同錐度光纖Bragg光柵的溫度及應(yīng)變特性的檢測結(jié)果表明：錐形光纖光柵在應(yīng)力作用下，其中心波長向長波方向移動的同時，帶