多边带滤波高灵敏度光纤光栅解调系统研究

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1、工学硕士学位论文多边带滤波高灵敏度光纤光栅解调系统研究梁欢哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TN253工学硕士学位论文多边带滤波高灵敏度光纤光栅解调系统研究硕士研究生：梁欢导师：熊燕玲教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：光学工程所在单位：应用科学学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TN253DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringStudiesoftheHighSensitivityFiber

2、BraggGratingDemodulationSystemBasedonMultiSidebandFilteringCandidate：LiangHuanSupervisor：Prof.XiongYanlingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：OpticalEngineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTech

3、nology哈尔滨理工大学硕：ｔ学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文《多边带滤波高灵敏度光纤光栅解调系统研巧》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。〇日作者签名：７日期；如／占年３月含粟＾＾哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《多边带滤波

4、高灵敏度光舒光栅解调系统研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研巧成果。归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得Ｗ其它单位的名义发表本、人完全了解哈尔滨理工大学关于保存使用学位论文的规定，同意学校保留。并向有关部口提交论文和电子版本，允许论文被查间和借阅本人授权哈尔滨理工大学可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可Ｗ公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于。保密□，在年解密后适用授权书不保密囚。（请在Ｗ上相应方框

5、内打Ｖ）作者签名：日期：方／占年３月＊日导师签名日期：如从年ｉ月如日哈尔滨理工大学工学硕士学位论文多边带滤波高灵敏度光纤光栅解调系统研究摘要作为传感器，光纤布拉格光栅（FBG）以其波长编码和容易构成准分布式传感网络的特性，被普遍的应用于光纤传感领域对结构健康的安全监测。如何实现微弱信号高灵敏在线监测一直是安防领域的焦点，本文设计并改进了边带滤波光纤传感系统，提出多边带滤波解调光纤光栅的方案，显著提高了光纤光栅传感系统的灵敏度。本文通过多边带滤波解调原理和数值分析，构建了多边带解调灵敏度与边

6、带斜率和数目的仿真模型。利用该仿真模型研究了边带滤波数目、边带线性区域斜率以及双参量共同作用时对系统探测灵敏度的影响。研究结果表明：在光功率允许范围内，系统灵敏度与边带滤波器使用数目和边带线性区域斜率直接相关，当边带线性区域斜率不变时，系统每增加一个边带滤波器可将传感灵敏度提高一倍；边带数目和斜率共同作用时，n次边带滤波FBG解调灵敏度为解调边带斜率之和0.99685倍。基于理论模型和仿真的基础，利用粗波分复用器（CWDM），搭建了多边带滤波高灵敏度FBG解调系统的实验平台。进行了CWDM解调FBG应

7、变传感实验，分别验证了边带数目、边带线性区域斜率及双参量共同作用时对系统灵敏度的影响，得到了实验和仿真趋势相一致的结论；搭建并进行了CWDM解调FBG动态传感系统的实验，得到了一次滤波和二次滤波系统解调灵敏度分别为0.151mV/pm和0.268mV/pm，增加边带数目，系统灵敏度增加，实验和理论趋势一致。关键词光纤布拉格光栅；解调系统；多边带滤波；灵敏度I哈尔滨理工大学工学硕士学位论文StudiesoftheHighSensitivityFiberBraggGratingDemodulationSy

8、stemBasedonMultiSidebandFilteringAbstractAssensors,FiberBragggratings(FBG)arewidelyusedinthefieldofopticalfibersensingforstructurehealthmonitoring.Howtorealizetheon-linemonitoringofweaksignalwithhighsensitivityhasbeenalwaysthefoc