组合式长周期光纤光栅的制作及特性研究
发布时间：2022-10-30 15:14
光纤光栅是一种可以在毫米、微米量级尺寸上实现对光纤模式的调控器件,由于其具有质量小、稳定性好、抗干扰能力强等优点,现已被广泛应用于光纤通信及传感领域,并将在下一代信息技术中发挥重要作用。随着人们对于光纤光栅研究工作的逐渐深入,结构型长周期光纤光栅引起了广泛关注。本文基于单模-多模光纤结构提出了一种新型的组合式长周期光纤光栅。设计制作了一套切割-焊接装置,利用这套装置成功制作出了组合式长周期光纤光栅。将这种光栅分别用于温度、弯曲、应力三种参量的测量,通过观察透射谱的变化来确定其对于不同物理量的传感特性,并在此基础上提出了一种温度不敏感弯曲传感器。同时,通过将组合式长周期光纤光栅与其他光栅级联能够实现多参数同时测量。这种制作长周期光纤光栅的方法也提供了一种制作光栅的思路,有很大的应用前景。本论文主要的研究工作及相应研究成果有:1.设计制作了一套光纤切割拼接装置,基于这种装置能制作周期为几百微米的组合式长周期光纤光栅。该方法无需大型仪器设备,只需要常见的三维调节架、光纤切割刀以及光纤熔接机就能实现长周期光纤光栅的制作。这种方法制作出的长周期光纤光栅具有强度高、尺寸小、制作成本低等特点。2.分...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 课题的目的及意义
1.3 光纤光栅的分类
1.3.1 按光纤光栅周期大小分类
1.3.2 按光纤光栅的成栅机理分类
1.3.3 按光纤类型分类
1.4 国内外研究现状
1.4.1 长周期光纤光栅制作方法的研究现状
1.4.2 长周期光纤光栅成栅机理的研究现状
1.4.3 长周期光纤光栅在通信及传感应用中的研究进展
1.5 本课题主要的研究内容
第2章 组合式长周期光纤光栅的制作
2.1 几种级联型马赫曾德干涉仪形成的光纤光栅
2.1.1 双锥型马赫曾德干涉仪
2.1.2 融锥型长周期光纤光栅
2.1.3 双熔融放大型马赫曾德干涉仪
2.1.4 熔融放大型长周期光纤光栅
2.2 单模-多模-单模光纤结构的MZI
2.2.1 普通SMS光纤结构的理论分析
2.2.2 单模-多模结构仿真分析
2.3 组合式长周期光纤光栅的制作
2.3.1 切割焊接装置的介绍
2.3.2 组合式长周期光纤光栅的制作过程
2.3.3 组合式长周期光纤光栅的成栅机理
2.4 本章小结
第3章 组合式长周期光纤光栅的传感特性研究
3.1 组合式长周期光纤光栅的温度传感特性
3.1.1 长周期光纤光栅温度传感原理
3.1.2 组合式长周期光纤光栅温度传感实验
3.2 组合式长周期光纤光栅的弯曲传感特性
3.2.1 组合式长周期光纤光栅弯曲传感原理
3.2.2 组合式长周期光纤光栅弯曲传感特性研究
3.2.3 与其他长周期光纤光栅弯曲传感特性比较
3.3 组合式长周期光纤光栅的应力传感特性
3.3.1 组合式长周期光纤光栅应力理论分析
3.3.2 组合式长周期光纤光栅应力特性研究
3.4 组合式长周期光纤光栅的应用
3.5 本章小结
第4章 组合式长周期光纤光栅与二氧化碳激光器刻蚀光栅级联结构的传感特性
4.1 级联结构的制作
4.1.1 级联结构的原理
4.1.2 二氧化碳激光刻蚀光栅的制备
4.1.3 级联结构的制备
4.2 级联结构的传感特性研究
4.2.1 级联结构的温度传感特性研究
4.2.2 级联结构的应力传感特性研究
4.2.3 级联结构在不同温度环境下的应力灵敏度
4.2.4 级联结构在不同应力环境下的温度灵敏度
4.2.5 级联结构对于温度应力同时测量
4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]长周期光纤光栅的温度特性研究[J]. 杨日星,欧启标. 科技信息. 2013(03)
[2]非均匀超长周期光纤光栅的频谱分析[J]. 范弘建,张伟刚,颜爱东,姜萌,屈柯楠,王思文,王恺. 中国激光. 2010(06)
[3]同时测量弯曲曲率和弯曲方向的长周期光纤光栅传感器[J]. 王义平,陈建平,饶云江. 光电子·激光. 2005(10)
[4]一种新颖的长周期光纤光栅可调增益均衡器[J]. 王义平,饶云江,冉曾令,朱涛,曾祥楷,胡爱姿. 光学学报. 2003(08)
[5]相移长周期光纤光栅的光谱特性及其在光分插复用器中的应用[J]. 何瑾琳,孙小菡,张明德,逄焕刚. 光学学报. 2000(08)
[6]一种新的长周期光纤光栅制作方法[J]. 艾江,叶爱伦,刘宇乔,陈益新,李昌敏. 光学学报. 1999(05)
博士论文
[1]新结构型长周期光纤光栅制作及特性研究[D]. 白志勇.南开大学 2014
[2]新型光纤F-P干涉传感结构及特性研究[D]. 邓明.重庆大学 2009
[3]特种长周期光纤光栅基础研究[D]. 朱涛.重庆大学 2008
硕士论文
[1]基于电热式熔融拉锥的长周期光纤光栅制备方法研究[D]. 矫健.哈尔滨工程大学 2015
[2]级联光纤光栅传感机理与实验研究[D]. 姜凤贤.燕山大学 2015
[3]基于拉锥方法的长周期光纤光栅制备及应用研究[D]. 李健一.哈尔滨工程大学 2013
[4]单模—多模—单模光纤结构的研究与应用[D]. 高麒麟.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3699126
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 课题的目的及意义
1.3 光纤光栅的分类
1.3.1 按光纤光栅周期大小分类
1.3.2 按光纤光栅的成栅机理分类
1.3.3 按光纤类型分类
1.4 国内外研究现状
1.4.1 长周期光纤光栅制作方法的研究现状
1.4.2 长周期光纤光栅成栅机理的研究现状
1.4.3 长周期光纤光栅在通信及传感应用中的研究进展
1.5 本课题主要的研究内容
第2章 组合式长周期光纤光栅的制作
2.1 几种级联型马赫曾德干涉仪形成的光纤光栅
2.1.1 双锥型马赫曾德干涉仪
2.1.2 融锥型长周期光纤光栅
2.1.3 双熔融放大型马赫曾德干涉仪
2.1.4 熔融放大型长周期光纤光栅
2.2 单模-多模-单模光纤结构的MZI
2.2.1 普通SMS光纤结构的理论分析
2.2.2 单模-多模结构仿真分析
2.3 组合式长周期光纤光栅的制作
2.3.1 切割焊接装置的介绍
2.3.2 组合式长周期光纤光栅的制作过程
2.3.3 组合式长周期光纤光栅的成栅机理
2.4 本章小结
第3章 组合式长周期光纤光栅的传感特性研究
3.1 组合式长周期光纤光栅的温度传感特性
3.1.1 长周期光纤光栅温度传感原理
3.1.2 组合式长周期光纤光栅温度传感实验
3.2 组合式长周期光纤光栅的弯曲传感特性
3.2.1 组合式长周期光纤光栅弯曲传感原理
3.2.2 组合式长周期光纤光栅弯曲传感特性研究
3.2.3 与其他长周期光纤光栅弯曲传感特性比较
3.3 组合式长周期光纤光栅的应力传感特性
3.3.1 组合式长周期光纤光栅应力理论分析
3.3.2 组合式长周期光纤光栅应力特性研究
3.4 组合式长周期光纤光栅的应用
3.5 本章小结
第4章 组合式长周期光纤光栅与二氧化碳激光器刻蚀光栅级联结构的传感特性
4.1 级联结构的制作
4.1.1 级联结构的原理
4.1.2 二氧化碳激光刻蚀光栅的制备
4.1.3 级联结构的制备
4.2 级联结构的传感特性研究
4.2.1 级联结构的温度传感特性研究
4.2.2 级联结构的应力传感特性研究
4.2.3 级联结构在不同温度环境下的应力灵敏度
4.2.4 级联结构在不同应力环境下的温度灵敏度
4.2.5 级联结构对于温度应力同时测量
4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]长周期光纤光栅的温度特性研究[J]. 杨日星,欧启标. 科技信息. 2013(03)
[2]非均匀超长周期光纤光栅的频谱分析[J]. 范弘建,张伟刚,颜爱东,姜萌,屈柯楠,王思文,王恺. 中国激光. 2010(06)
[3]同时测量弯曲曲率和弯曲方向的长周期光纤光栅传感器[J]. 王义平,陈建平,饶云江. 光电子·激光. 2005(10)
[4]一种新颖的长周期光纤光栅可调增益均衡器[J]. 王义平,饶云江,冉曾令,朱涛,曾祥楷,胡爱姿. 光学学报. 2003(08)
[5]相移长周期光纤光栅的光谱特性及其在光分插复用器中的应用[J]. 何瑾琳,孙小菡,张明德,逄焕刚. 光学学报. 2000(08)
[6]一种新的长周期光纤光栅制作方法[J]. 艾江,叶爱伦,刘宇乔,陈益新,李昌敏. 光学学报. 1999(05)
博士论文
[1]新结构型长周期光纤光栅制作及特性研究[D]. 白志勇.南开大学 2014
[2]新型光纤F-P干涉传感结构及特性研究[D]. 邓明.重庆大学 2009
[3]特种长周期光纤光栅基础研究[D]. 朱涛.重庆大学 2008
硕士论文
[1]基于电热式熔融拉锥的长周期光纤光栅制备方法研究[D]. 矫健.哈尔滨工程大学 2015
[2]级联光纤光栅传感机理与实验研究[D]. 姜凤贤.燕山大学 2015
[3]基于拉锥方法的长周期光纤光栅制备及应用研究[D]. 李健一.哈尔滨工程大学 2013
[4]单模—多模—单模光纤结构的研究与应用[D]. 高麒麟.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3699126
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