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长周期光纤光栅光谱特性及传感特性的研究

作　者: 王霞元
导　师: 黄勇林
学　校: 南京邮电大学
专　业: 光学工程
关键词: 长周期光纤光栅级联长周期光纤光栅取样传感
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 59次
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内容摘要

长周期光纤光栅由于具有较长的周期，通常为几十到几百微米，且其模式耦合是同向传输的纤芯基模和包层模之间的耦合，这些特点就决定了长周期光纤光栅的谐振波长和损耗峰对外界环境的变化很敏感，具有比布拉格光栅更好的灵敏度，从而决定长周期在光通信领域具有更加广泛的应用前景。论文首先利用耦合模理论，对单个长周期光纤光栅的光谱特性进行分析及仿真。仿真不同调制深度对直流和交流耦合率的影响，然后根据耦合强度的不同，分别讨论未过耦合、过耦合和强耦合时的情况。最后仿真分析了归一化波长和带宽随波长的变化规律。其次，利用传输矩阵法对均匀与非均匀长周期光栅的级联情况进行分析及仿真。首先对两个均匀光栅级联的情况进行分析，分别讨论了两光栅间距、相移和两光栅长度比这三种情况。然后分析相移和取样两种非均匀光栅。对于相移级联光栅主要分析了普通相移，引入多个π相移和相移递增三种情况。而对于取样光栅，通过逐步的研究发现它可以很好的应用于WDM通道隔离器中。之后讨论了多个普通长周期光栅级联的情况，并予以仿真分析。最后，对长周期光纤光栅的传感机理进行了阐述，分别讨论了其温度和应力的传感特性。研究结果表明，级联长周期光纤光栅的谱型丰富且易于控制，能很好的应用于DWDM系统通道隔离器和梳状滤波器等方面。而长周期光栅的传感特性也比较突出，在传感领域也会得到很好的发展。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-16
  1.1 光纤光栅发展简介  8
  1.2 光纤光栅类型  8-11
  1.3 光纤光栅的写入方法  11-13
  1.4 长周期光纤光栅在光通信及传感方面的应用  13-14
  1.5 论文主要研究内容及创新点  14-16
第二章长周期光纤光栅理论分析  16-23
  2.1 长周期光纤光栅的模式耦合  16-18
  2.2 长周期谱特性仿真及分析  18-22
  2.3 本章小结  22-23
第三章级联长周期光纤光栅理论及分析  23-46
  3.1 两均匀长周期光纤光栅级联理论分析  23-30
    3.1.1 仿真及分析  24-30
  3.2 非均匀长周期光栅级联理论分析及仿真  30-42
    3.2.1 相移长周期光栅级联理论分析及仿真  31-39
    3.2.2 取样长周期光栅级联理论分析及仿真  39-42
  3.3 多个长周期光纤光栅级联理论  42-45
  3.4 本章小结  45-46
第四章长周期光纤光栅的温度及压力传感研究  46-52
  4.1 长周期光纤光栅的传感机理  46-47
  4.2 长周期光纤光栅温度传感特性  47-50
  4.3 长周期光纤光栅应力传感特性  50-51
  4.4 本章小结  51-52
第五章总结与展望  52-53
  5.1 本文小结  52
  5.2 前景展望  52-53
致谢  53-54
参考文献  54-56
攻读硕士学位期间发表的论文  56

长周期光纤光栅光谱特性及传感特性的研究

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