基于自由光谱范围匹配的光纤光栅解调技术研究

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1、单位代码：10293密级：公开专业学位硕士论文论文题目：基于自由光谱范围匹配的光纤光栅解调技术研究学号1211033017姓名梁志雷导师黄勇林专业学位类别工程硕士类型申请全日制专业申请（领域）光学工程论文提交日期2014年2月17日万方数据ResearchonthedemodulationtechniquebasedonfreespectralrangematchedThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByZhiLeiLiang

2、Supervisor:Prof.YongLinHuangFebruary2014万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_____________日期：____________南京邮电大学学位论文

3、使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名：____________日期：_____________万方数据摘要由于光纤布拉格光栅传感器在应变，温度等物理量测量方面的广泛应用，基于光纤布拉格光栅的光纤传感器引起了人们极大的关注。因为光

4、纤布拉格光栅传感器的波长编码的本质特征，通常的检测方法是采用光栅波长解调技术。课题基于法布里-珀罗滤波器自由光谱范围匹配的光纤光栅解调技术，实现FBG传感信号的解调。本文主要的工作如下：首先，对光纤光栅传感的技术和应用作了详细的论述，简单介绍了光纤光栅解调技术和复用技术。对光纤光栅的理论分析方法进行了详细的论述，重点介绍了耦合模理论和传输矩阵法。用OptiGrating仿真软件对具有用户自定义切趾函数和周期线性啁啾光纤光栅的特性进行了仿真。利用仿真软件对光纤光栅传感器的应变特性进行模拟，有助于光纤光栅传感器设计和制造过程中参数的优化。其次，对法布里-珀罗滤波器进行了详细的理论分析

5、，得出了法布里-珀罗滤波器的透射率曲线图以及精细因子和条纹对比度与镜面反射率的关系图。然后系统地分析了基于光纤法布里-珀罗腔干涉传感器的性能特性，并进行了相应的数值仿真。仿真了精细因子和镜面倾斜角度这两个参数对干涉型传感器性能特性的影响，得出了相应的曲线关系图。为法布里-珀罗干涉型传感器的生产制造提供一定的理论指导作用。最后，对基于可调谐法布里-珀罗滤波器的光纤光栅的解调技术做了详细的研究，在传统的基于可调谐法布里-珀罗滤波器解调技术的基础上，提出了基于自由光谱范围匹配的光纤光栅解调技术。该解调技术是利用法布里-珀罗滤波器的自由频谱区和相邻光纤光栅的中心波长差相匹配，同时使用了一

6、个多通道的带通滤波器，这样可以同时扫描多个不同的光纤光栅的反射峰。在提高基于波分复用技术的分布式传感系统的采样速率和波长精确度方面，该解调技术提供了一种新的解决办法。关键词:光纤布拉格光栅，法布里-珀罗滤波器，解调系统，自由光谱区I万方数据AbstractThedevelopmentoffiberopticsensorsbasedonin-fiberBragggratings(FBGs)hasbeenofinterestduetoitsnumerousapplicationsinstrain,temperatureetc.Becauseofthewavelength-encode

7、dnatureoftheFBGsensors,thecommonapproachesfordetectionarethewavelengthinterrogationtechniques.ThispaperrealizestheinterrogationofFBGsensingsignals,basedontheFabry-Perotfreespectralrangematchedtechnique.Theworkthatthispaperhasdoneareasfollows.