光纤布喇格光栅传感器的设计及其滤波检测技术研究

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1、北京工业大学博士学位论文光纤布喇格光栅传感器的设计及其滤波检测技术研究姓名：胡曙阳申请学位级别：博士专业：光学指导教师：赵启大;何士雅20040401北京工业大学理学博士学位论文30“F，温度分辨率为36C，复用数目具有很大的扩展潜力。5、分析和归纳了几类较为典型的滤波鳃调制方法(包括：类艿函数解调制、线性函数解调制、矩形函数解调制和三角函数解调制)，对这几类方法如何实现做了简单讨论，并对匹配光栅解调解调技术进行了理论分析和实验研究，这种检测方案的波长分辨率可达2．6pm。6、讨论研究了双折射光纤环镜滤波

2、器的滤波特性，研究了它在光纤光栅解调制及温度、应变传感中的应用。1．理论推导了双折射光纤环镜滤波器的滤波特性并加以实验验证。2．讨论分析了双折射光纤环镜滤波器的稳定性，分析了外界环境对环镜滤波特性的影响及稳定性主动补偿的方法。3．将双折射光纤环镜用于光纤Bragg光栅的传感解调，获得了大约10nm的准线性解调制滤波范围。这种解调方法具有全光纤设计、适于高速解调、解调制范围宽、易于实现和性能稳定等优点。4．讨论了环境温度对双折射光纤环镜滤波器滤波特性的影响，并根据这个特性设计了一种高灵敏度温度传感器。该传感

3、器具有结构简单、价格低廉、分辨率高等优点。5．实验研究了双折射光纤的应变对双折射环镜滤波特性的影响，并据此设计了一种应变传感器。该传感器具有结构简单、价格低廉、全光纤设计等优点，适于动态测量。6．分析了双折射光纤环镜滤波器用于传感解调时对其滤波特性进行调谐的必要性，提出了用应变对滤波特性进行调谐的方法，给出了半波调谐应变的概念。关键词：布喇格光纤光栅，传感器，阵列传感器，光纤环镜滤波器，双折射光纤AbstractFibergratinghasexcellentfilterproperties，temper

4、atureandstrainresponse，whichisanovelfiberphotonicdevicewithrapiddevelopmentintheseyearsandhasbroadandgoodapplicationforegroundinthefieldsoffibercommunicationandfibersensors．OurresearchfocusesonthedesignofFBGsensors，capsulationofFBGtoenhanceitssensitivitya

5、ndforprotection，demodulationtechnologyinFBGsensingbyusingopticalfilters，highbirefringencefiber(HBF)loopmirrorfilter(LMF)anditsapplicationsintemperatureandstrainsensinganddemodulationinFBGsensingOurmainresearchworkisasfollows：1．Thedevelopments，classificati

6、onandtherecentfabricationtechnologyoffibergratingsarebrieflyintroduced．Andtheapplicationoffibergratingsinthefieldsofopticalcommunicationandthesensing，thedevelopmentsoffibergratingsensorsanditsdemodulationtechnologyarepresented．2+Severaltheoryanalysismetho

7、dsforpropertiesoffibergratingsarepresentedincludingthecoupled—modetheory，transfermatrixapproach，multi—filmmethodandFouriertransfermethod．Thesememodshavetheirowncharacteristicsandscopeofapplication．3．SensitivityenhancingandprotectionoftheFBGisdiscussed．(1)

8、Wediscusstheimportantanceofsensitivityenhancinganditsrealizingmethod，experimentallystudythetemperaturesensitivityoftheFBGadheredtothementalslab．(2)WedesignaFBGsensorwithhighsensitivity：thepressuresensitivitycoeffici