基于分组测量和边沿滤波的fbg传感系统研究

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2、导教师：７呵ｉ（签字）年基于分组测量和边沿滤波的ＦＢＧ传感系统研究作者；曹品奇导师：许国良副教授南京大学现代工程与应用科学学院光学工程ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＦＢＧＳｅｎｓｉｎＳｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎｇｙＭａｒｓｈａｌｌｉｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＥｄｅＦｉｌｔｅｒｇｇｂＣａｏＰｉｎｉｙｑｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙ乂．Ｐｒｏｆ．ＸｕＧｕｏｌｉａｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＯｐｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅｓｐｐ

3、ＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｊｇｙ南京大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下本人郑重声明，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。２＾０６＇０！＾品奇日期１．论文作者签名：蕾：学位论文使用授权说明本人完全了解南京大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；，并提供目录检索与阅览服

4、务学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，在校园网上提供服务；学校可Ｗ采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；根据《中华人民共和国学位条例暂行事实办法》，向国家图书馆报送可Ｗ公开的学位论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名；蕾品奇导师签名；７１勾扛争－Ｉ之期日期：２０换化度日：山乙南京大学研究生毕业论义中义摘要首页用纸毕业论文题目：基于分组测量和边沿滤波的ＦＢＧ传威系统研究光学工程专业２０１３级硕古牛姓名：曹品奇指导教师（姓名、职称）：许国良副教授摘要光纤通信技术的发展带动了各种光纤器件

5、的研发和生产，这些器件被各地学者们不断研巧并逐渐引入到光纤传感的应用中来。在这些有源和无源光器件中，一光纤布拉格光栅是个典型的器件，它可Ｗ将外界许多种类的物理参量转换成其。相比于传统传感器具有多种优势，可＾Ｊｌ反射光的中瓜波长信息ｌ有效地避免外界许多无关因素的影响，不受电磁箱射的干扰。同时光纤布拉格光栅和作为传输介。质的光纤成本都十分低廉，空间体积小，适用于多种行业随着其应用地不断推广一，现在面临的个重要问题是，需要在单个系统中复用更多的光栅。本文的研巧内容就是如何提高光纤光栅传感系统的复用容量和传感距离。本文从基本的模式賴合原理入手，计算了光栅反射

6、率与光栅参数之间的关系，并由此给出光纤光栅温度及应力传感模型的推导过程。分别介绍了目前常用的波长解调方法和光纤光栅复用方法，并比较了它们的优劣势，在此基础上提出了本文所设计的新型光纤光栅复用传感系统。为了满足大容量复用的设计需求，该系统采用了目前应用最为广泛的时分复用技术和弱反射光纤光栅，弱反射光栅可有效地减少多反射和光谱阴影造成的串扰、提升系统复用能力。但是由于探测器。的测量动态范围有限，导致了系统的测量距离Ｗ及复用数量受到了限制一问题：为了解决这，本系统采用了分沮测量的方法对光纤上的光栅按照它们的远近位置分成多个编组，使用低功率的输入光测量距离近

7、的分组、高功率的输入光测量距ｉ远的分组。保证每组光栅的反新光强在探测器单次探测的动态范一一围内。要实现分组测量法中次测量个，实现了对探测器动态范围的重复利用一编组光栅的能力。，还需要个快速实时的波长解调系统与之进行配合本文系统Ｉ一采用边沿滤波法实现这功能，。边沿滤波器的滤波谱随输入光波长线性变化光在经过滤波器时其波长信息被写入到光强中，通过探测输出光功率就能解调出输入光的波长一。通过结合使用分组测量和边沿滤波，本文成功实现了个长距离