基于光纤光栅和布里渊慢光的新型光纤传感技术研究.pdf

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1、⑧论文作者签名：亟丛论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：睦夔龌』塾拯』逝江太堂理堂部委员1：题揸去』塾援』逝江太堂迸电信皇王猩堂丕委员2：宣伯签』麴援』杭州量壬型这太堂委员3：压亟纯』熬援』逝、江王些太堂堡堂暄委员4：湛渔』塾援』虫国i土量堂院委员5：答辩日期：2Ql!』鱼丝Dateoforaldefence：2011／6／4厂浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。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，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学

2、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谢意。．学位论文作者签名：)丞参虬签字日期：2。，，年6月4日本学位论文作者完全了解浙江大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学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和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：)虱斌J签字日期：2011年6月4日(致谢在我浙江大学五年的博士学习生活即将结束，在完成博士阶段研究工作和论文撰写之际，我要对帮助以及关心过

3、我的所有人表示最衷心的感谢。首先我要向我的博士生导师何赛灵教授致以最诚挚的谢意。何赛灵老师从我今后将要从事的科研工作的实际出发，从一开始就给予了针对性的培养和指导，使我在攻读博士学位期间逐渐获得了从事这一领域研究工作所必需的素养和基本技能。何赛灵老师广博的涉猎领域、深厚的理论功底．敏锐的眼光、高超的沟通艺术、孜孜不倦的忘我研究精神，一直深深地影响着我，是我学习和工作的榜样。我要向浙江大学光电系的张阿平老师致以最衷心的感谢，在我研究工作的瓶颈阶段，张阿平老师总是能的指出症结，给我有效的点拨。张阿平老师不光在我学业上时时督促，还在生活上工作上给了我极大的帮助和中肯的建议，使我获得继续前进的

4、动力。感谢香港中文大学的ChesterSHU教授在光纤慢光方面的指导。我在中文大学交流研究时候，ChesterSHU作为合作导师在实验研究和理论方面几乎每星期都有一次面对面的交流，使我能在短短几个月内就完成了相应课题。另外还有阎春生老师，他同样在学术研究、项目执行给予了很多指导，使我的研究项目上很多困扰能在第一时间得到解决，特别表示感谢。感谢浙江大学光学所的陆璇辉教授在我博士最初阶段，给了怎样做研究的启蒙。陆教授有着深厚的理论功底和丰富的实验经验，在怎样搭建光学系统上给了极其实用的建议。这五年的学习生活大部分时间是在浙江大学光及电磁波研究中心度过的。感谢与我一起从事光纤传感器设计与研究

5、工作的管祖光、陈达如、刘伟升、刘国荣、顾波波、夏天豪几位同学和香港中文大学的王亮同学．感谢小组内包括高少锐、严国峰、FrancoisMao、汪洋春、李帅伟等同学以及光及电磁波研究中心其他小组老师和同学的帮助，恕我无法在此全部罗列他们的名字．能和这么多优秀的人一起学习生活我感到荣幸，我将万分珍视与他们共同度过的这一段美好时光．最后，我还要衷心的感谢我的亲人，特别是我的父母亲在这五年里无微不至的关怀，他们的鼓励和理解始终给予我巨大的勇气和动力，支持着我完成学业。周斌二零一一年四月浙江大学博士学位论文摘要自从上世纪70年代低损耗光纤发明以来，光纤传感作为光纤应用的两大领域之一，和光纤通讯一起

6、，发展十分迅猛．由于光纤具有体积小、质量轻，对检测对象影响小；耐久性好，可以抵抗包括高温在内的恶劣环境及化学侵蚀；不受电磁场干扰，也不会引入电火花等危险因素的优点，是很多工作环境下的首选方案．光纤光栅是使用最多的光纤传感器，它具有波长编码的特征，本身就具有组网功能，光纤分布式和准分布式的测量方式使得一条光纤上就挂载了大量数目的传感器，在建筑物、大坝、铁路、船舶内部，飞机机翼或者是滑坡监测等需要大量传感器同时监测的场合，光纤感知也是一个必选方案．本论文从几种光纤光栅感知技术和光纤传感网络的实现方案方面进行了比较深入的理论和实验的研究，介绍一些我们取得的创新性成果。本论文主要包括：首先介绍

7、了光纤传感器的研究历史，现状和商业发展状况．列举了几类光纤传感器的工作原理和应用领域，突出了光纤类传感器的使用特点和优势．接着介绍了光纤光栅这类光纤传感中使用最多的光纤器件，从光纤光栅特殊封装和特殊光纤光栅结构两方面为例，表明这类器件实现对环境全面感知的可行性。这里具体分析了光纤光栅的感知模型，对温度和应力的本征敏感性，以甲烷气体为例，说明了功能封装的实现过程。还具体介绍了一类特殊的倾斜光纤光栅，介绍了它的特殊制备工艺，特殊的频谱特性，以及它的