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Chirped光纤光栅和tilted光纤光栅的制作及应用研究

光纤通信已成为通信领域最为活跃的技术,它与卫星通信、移动通信形成现代通信技术的三大主要发展方向。目前,各种通信业务不断涌现,特别是因特网业务的飞速发展,造成通信容量的激增,因此大容量、高速率光纤通信系统的建设就成为一项紧迫的任务。光纤光栅器件的出现为大容量高速率通信系统的进一步发展提供了可能。光纤光栅是光纤纤芯折射率受到周期性微扰而形成的一种新型全光纤无源器件。由于具备与光纤系统兼容、插入损耗低、易于制作、体积小、成本低廉等优点,光纤光栅在光纤通信和传感领域均有着广阔的应用前景。因此,从第一支光纤光栅的研制成功到现在,光纤光栅的制备和应用一直是人们关注的热点。chirped光纤光栅是指光栅的光学周期(光栅有效折射率neff与折射率微扰周期Λ的乘积)沿光栅轴向逐渐变大(小)的一种光纤光栅。在chirped光纤光栅轴向不同位置可反射不同波长的入射光。所以chirped光纤光栅具有宽的反射带宽,在反射带宽内具有渐变的群时延等其它类型的  (本文共155页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

用于结构健康监测的光纤传感解调系统的理论与方法研究

结构健康监测系统是智能结构的一个重要应用方向,日益受到人们的关注。光纤 Bragg 光栅(FBG)传感器和非本征光纤法珀(EFPI)传感器是在结构健康监测领域非常有前景的两种光纤传感器。本文从解调系统的角度组合 FBG 和 EFPI传感器进行了应变、温度双参数传感的研究,设计了综合 FBG 傅里叶变换解调方法和 EFPI 传感器低相干干涉解调方法的并行解调方案,在此基础上完成了并行解调系统的构建与实验。在工程应用方面,进行了光纤光栅在预应力钢绞线应力测量领域的应用研究,设计开发了适应大应力范围下的光纤传感系统。1. 系统研究了光纤法珀传感及其解调的相关理论。建立了 EFPI 的传感解调模型。基于部分相干理论,以 Michelson 干涉仪作为解调干涉仪详细推导了不同精细度 EFPI 作用下的干涉仪输出,并将实验与计算结果作了对比。从系统设计的角度研究了利用组合光源增强低相干干涉信号处理能力,定义了附加信噪比,从而可获得实际信噪比...  (本文共156页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

光纤光栅在微波信号处理中的应用研究

利用光子设备实现灵活的微波和毫米波信号处理器是微波光子学的一个重要研究内容,最近引起了人们的广泛兴趣。因为这种光子信息处理方法具有很多优点,例如,具有很高的时间带宽积、可以消除电子采样瓶颈、具有高隔离度、电磁兼容、无高速信号的光电和电光转换等。它在超宽带无线移动通信、相控雷达、微波毫米波传感、微波毫米波信号处理等多个领域具有潜在的应用前景。光纤光栅的出现,为光子微波信号处理技术提供了一种非常灵活的新方法和途径。本论文的主要内容就是研究光纤光栅在微波信号处理中的应用。首先,从光纤光栅的光谱特性出发,总结了它在微波信号处理中的应用背景,在此基础上,理论分析了基于光纤光栅微波滤波器的工作原理和它的设计原理,总结了光子微波滤波器理论设计的时域方法和频域方法,然后以这些理论为依据,重点采用禁忌搜索优化算法,理论设计了具有线性相位响应和非线性相位响应的光子微波滤波器,并提出相应的基于光纤光栅实现结构。其次,运用信号流图分析方法理论分析了基于...  (本文共102页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

长周期和取样光纤光栅制作及其在光纤陀螺和光纤放大器中的应用研究

本论文概括介绍光纤通讯的发展历史及光纤光栅在光纤通信系统的应用。在理论方面:从麦克斯韦方程出发,导出了描述光纤光栅工作原理的耦合模方程;简单推导了Bragg 光纤光栅的耦合模理论;重点对长周期光纤光栅的耦合模理论进行了严格推导和数值计算;得到了光栅周期与光波长间的对应关系,这是分析长周期光纤光栅的光谱特性、设计和制作长周期光栅器件非常有用的工具;提出了用量子相干的方法实现掺铒光纤放大器增益平坦的方案。在实验方面:对实验中影响长周期光纤光栅光谱特性的因素进行了规律性的研究,掌握了如何调整各种相关参量来获得高质量长周期光栅的制作方法;对长周期光纤光栅的热退火规律进行了研究;测试了长周期光栅的温度和应变特性,为其作为传感器的应用提供了实验依据;设计并制作了用于光纤陀螺光源滤波和EDFA 的增益平坦的长周期光栅,获得了较好的滤波和平坦效果。测试了取样光纤光栅的温度和应变特性,对取样光纤光栅进行了温度补偿封装。这些工作为长周期光栅和取样光...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

复旦大学
复旦大学

掺杂二氧化硅玻璃光敏性及光纤光栅器件研究

本文首先综述了1978年以来玻璃光敏性研究的简要历史及玻璃光敏性研究所取得的典型成果;分析了掺锗二氧化硅玻璃光敏性色心模型中两种光致缺陷转化的过程,以及载氢工艺提高掺锗二氧化硅玻璃光敏性的机理;介绍了掺锡二氧化硅玻璃光敏性的特点和近年来所取得的最新研究成果,解释掺锡二氧化硅玻璃光敏性产生机理的几种观点。同时,概述了基于光纤光敏性而制备的光纤光栅的基本特性、制作技术、及其在传感领域的应用。本论文研究了掺锡二氧化硅玻璃的光敏性及其产生的机理,开展了高双折射光纤光栅的传感特性研究,进行了基于1053nm光纤布拉格光栅的几种光纤器件的实验研究。首次采用MCVD方法和液相掺杂工艺在纯二氧化硅玻璃基板上制备出具有光敏性的掺锡二氧化硅玻璃薄膜,提出了以Fresnel公式为基础的研究玻璃薄膜光致折射率变化的新方法,采用248nm的准分子激光对掺锡二氧化硅薄膜进行照射,获得了2×10~(-4)(波长为1550nm)的光致折射率变化。通过研究掺锡二...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

基于荧光光纤光栅的应变与温度同时测试技术

光纤光栅作为一种重要的光子学器件,在光纤通信及光纤传感等领域均获得了非常广泛的应用。根据实际应用领域及应用环境的不同,人们设计了各种不同结构、不同性能的光纤光栅,也发展了各种各样的光纤光栅制作与解调技术。光纤光栅可以进行应变、温度、压力、位移、浓度等多种物理及化学参量的测试,已经成为各种智能结构的重要组成部分。光纤光栅的这种多重敏感性导致了多参量的交叉敏感问题,尤其是在工程实践中经常遇到的温度与应变的交叉敏感问题。应变检测是光纤光栅传感器应用最为活跃的领域,而在实际测试环境中,温度对应变测量的影响是不可避免的。人们尝试了多种手段来实现温度与应变的分离。光纤荧光传感器广泛应用于温度测量、浓度检测及pH值检测等领域,其传感参量包括荧光强度、荧光强度比和荧光寿命等。其中荧光寿命测量方法由于与泵浦光强度无关,又不需要昂贵的窄带滤波片,是一种非常有效的检测手段。本文使用了一种结合了光纤光栅与荧光光纤传感器优点的新型光子学器件——荧光光纤光...  (本文共184页) 本文目录 | 阅读全文>>