光纤布拉格光栅结构设计、刻制及性能研究

发布时间：2023-05-12 23:19

　　光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)是光纤内具有空间周期性折射率分布的无源光子器件。FBG反射光谱中心波长随外界参数,如温度、弯曲、应变等,发生漂移,因此将它应用于各个领域的传感监测,但是各类光栅传感器面临着温度交叉敏感问题。双芯光纤(Twin-Core Fiber,TCF)是具有两根平行纤芯的特种光纤,将双芯光纤与光栅结合,设计了双芯光纤光栅结构,能够保持双芯光纤与光栅的光谱特性,有效解决双芯弯曲传感器的温度交叉敏感问题。本文基于相位掩模技术的光栅刻写方法,选用248 nm(ArF)准分子脉冲激光器作为光纤光栅刻写激光器,设计并搭建一套新型光纤光栅刻写系统,刻写一系列布拉格光纤光栅,并测试其反射光谱,同时探究了对光纤载氢预处理和光栅高温退火对光栅的影响。本文在FBG的设计、刻制和传感应用方面进行了探索,主要内容如下:1、利用Rsoft光学仿真软件,进行数值分析计算,建立FBG模型,得到FBG反射光谱,并探究了各个光栅参数对FBG反射光谱的影响。选用248 nm(ArF)准分子脉冲激光器作为光纤光栅刻写激光器,设计并搭建一套新型光纤光栅刻写系统,利用周期为1...

【文章页数】：65 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 光纤光栅的研究进展
    1.3 光纤光栅分类
    1.4 本文主要内容
第二章 光纤光栅原理
    2.1 光纤光敏性
    2.2 光纤光栅模式理论
        2.2.1 耦合模理论
        2.2.2 其它分析理论
    2.3 光纤布拉格光栅传感原理
第三章 光纤布拉格光栅的设计、刻制及应用
    3.1 光纤布拉格光栅模型
    3.2 系统搭建、光栅刻制与光路优化
        3.2.1 系统搭建与光栅刻制
        3.2.2 光路优化
    3.3 光栅退火与光纤载氢
        3.3.1 高温退火对光栅光谱影响
        3.3.2 高压载氢对光栅光谱影响
    3.4 布拉格光纤光栅温度传感
    3.5 本章小结
第四章 双芯光纤光栅的设计及传感特性
    4.1 双芯光纤设计
    4.2 双芯光纤传感特性
    4.3 双芯光纤布拉格光栅的设计及传感特性分析
    4.4 双芯光纤长周期光栅的设计及传感特性分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
附录 攻读硕士学位期间撰写的论文
致谢



本文编号：3814832