光纖光柵傳感的關(guān)鍵技術(shù)及其在橫向壓力負(fù)載傳感中的應(yīng)用.pdf

1、光纖光柵自從70年代末出現(xiàn)以來(lái),在光纖通信、傳感和測(cè)量等很多領(lǐng)域獲得了應(yīng)用,新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和新的應(yīng)用不斷被發(fā)現(xiàn),關(guān)于這類器件的理論模型也不斷得到完善.在傳感領(lǐng)域,光纖光柵有許多重要的應(yīng)用.其中的一項(xiàng)重要的應(yīng)用就是利用其波長(zhǎng)敏感性,嵌入各種大型混凝土結(jié)構(gòu)和智能結(jié)構(gòu)中,進(jìn)行應(yīng)變、溫度以及橫向負(fù)載等參數(shù)的多點(diǎn)分布式測(cè)量.光纖光柵傳感技術(shù)因其自身的諸多優(yōu)點(diǎn)而擁有很好的應(yīng)用前景.該文的研究工作圍繞著光纖光柵傳感領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)及其橫向負(fù)載傳感中的應(yīng)用

2、展開(kāi).在提取光纖Bragg光柵的反射信號(hào)時(shí),會(huì)遇到損耗大和成本高的兩難問(wèn)題.論文利用模式耦合理論,對(duì)光纖Bragg光柵Sagnac環(huán)的傳輸特性進(jìn)行細(xì)致的討論,分析了光程差對(duì)其傳輸特性的影響,并提出了光纖光柵Sagnac環(huán)包絡(luò)帶通濾波器的概念,指出其在光纖光柵反射信號(hào)提取中的低損耗和低代價(jià)的特性,最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了理論上的分析和構(gòu)想.光纖Bragg光柵波長(zhǎng)移位檢測(cè)的邊沿濾波器方法是一種低成本高效率的檢測(cè)方法.論文在對(duì)全光纖非平衡Mac

3、d-Zehnder干涉儀的濾波特性進(jìn)行了詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,研制出了基于Macd-Zehnder干涉儀的邊沿濾波器,并實(shí)驗(yàn)研究該邊沿濾波器在光纖光柵波長(zhǎng)長(zhǎng)多位檢測(cè)中的表現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了較高分辨率的溫度和應(yīng)變的傳感測(cè)量.同時(shí)指出,采用全光纖Macd-Zehnder干涉儀作為邊沿濾波器的好處是研制容易,成本低廉,并且在研制過(guò)程中容易通過(guò)控制干涉儀的光程差調(diào)整濾波器的各項(xiàng)參數(shù).論文還完整討論了長(zhǎng)周期光柵在橫向壓力負(fù)載作用下的折射率微擾,并分析了這一微