快慢光对光纤干涉型传感灵敏度的影响分析

发布时间：2022-11-05 04:29

　　光在介质中传输的群速度被有效调控,即为快慢光现象。快慢光能够加强光与物质的相互作用,在全光延迟线、非线性效应增强以及高灵敏度传感等方向有着很好的应用前景。实现快慢光的方法有很多,其中在光纤中控制光的群速度由于可室温操控和与光纤器件兼容性好等优势,受到广泛的关注。本文针对光纤中受激布里渊散射（SBS）慢光和双洛伦兹光纤布拉格光栅（DL-FBG）快慢光的产生技术及其传感应用进行了研究,具体内容如下:1.提出并通过实验验证了一种通过将SBS慢光引入全光纤传感器中来提高传感器灵敏度的新方案。利用布里渊激光器振荡腔产生Stokes光,位于增益谱内的Stokes光在强泵浦光的作用下产生慢光效应。同时,布里渊激光器也作为传感单元置于振动环境中,其产生的频率波动用马赫-曾德尔（M-Z）干涉仪进行检测。实验表明在SBS慢光的加入下,传感器的灵敏度会得到增强。该方案具有工作波长任意、慢光延迟量可调控等诸多优点。通过使用高非线性光纤来优化方案,实现了传感器灵敏度的进一步增强。2.研究了DL-FBG快慢光对光纤传感器灵敏度的影响。实验中通过改变入射光波长在DL-FBG中实现了慢光到快光的传输,观测到的光脉冲最... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 光纤中快慢光的研究进展
    1.3 快慢光传感的研究现状
    1.4 论文主要研究内容及创新点
第二章 基于快慢光M-Z干涉型光纤传感器的理论基础
    2.1 引言
    2.2 光纤中光速调控的基本原理
        2.2.1 光的相速度与群速度
        2.2.2 Kramers-Kronig关系
    2.3 光纤受激布里渊散射快慢光
        2.3.1 受激布里渊效应
        2.3.2 光纤SBS快慢光
    2.4 光纤光栅快慢光
    2.5 M-Z干涉型光纤传感器的原理
        2.5.1 光纤M-Z干涉仪结构及原理
        2.5.2 基于光纤M-Z干涉仪光频率检测原理
    2.6 快慢光M-Z干涉型光纤传感器的原理
    本章小结
第三章 基于SBS慢光灵敏度增强的光纤传感器研究
    3.1 引言
    3.2 高增益SBS慢光方案
    3.3 SBS慢光提高光纤激光器传感器灵敏度的原理
    3.4 基于SBS慢光的光纤激光器传感系统
    3.5 实验结果与分析
        3.5.1 普通单模光纤
        3.5.2 高非线性光纤
    本章小结
第四章 基于双洛伦兹光纤光栅快慢光的光纤传感器研究
    4.1 引言
    4.2 双洛伦兹光纤光栅快慢光方案
    4.3 光纤光栅传感器的原理
        4.3.1 光纤光栅温度传感
        4.3.2 光纤光栅应力传感
    4.4 基于双洛伦兹光纤光栅快慢光的传感器系统
    4.5 实验结果与分析
    本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3701922