基于虛擬儀器技術(shù)的光纖Bragg光柵動(dòng)態(tài)傳感系統(tǒng)研究.pdf

1、基于光纖Bragg光柵(FBG)的各類傳感系統(tǒng)已經(jīng)在建筑業(yè)、制造業(yè)和科研等民用和軍用領(lǐng)域內(nèi)被廣泛運(yùn)用。但隨著各個(gè)行業(yè)需求的不斷變化，此類傳感系統(tǒng)自身的拓展?jié)摿θ载酱_發(fā)。本文采用虛擬儀器技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)基于光纖Fabry-Perot(FP)可調(diào)諧光濾波器的光纖Bragg光柵動(dòng)態(tài)傳感解調(diào)系統(tǒng)；理論上，利用傳輸矩陣法推導(dǎo)均勻光纖Bragg光柵的反射譜和相位延遲譜特性；闡述實(shí)用的光纖光柵封裝方法，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該系統(tǒng)用于應(yīng)變傳感的可行性；提出兩種

2、針對(duì)光纖FP可調(diào)諧光濾波器非線性特性的校正方法：分析比較常用光纖Bragg光柵傳感系統(tǒng)解調(diào)方法，并提出一種新的基于互相關(guān)的解調(diào)方法。 本文完成的主要工作1.闡述了耦合模式理論和傳輸矩陣法，并運(yùn)用后者建立光纖Bragg光柵的理論模型，得到了均勻周期光纖Bragg光柵的光譜特性曲線和相位延遲曲線；建立了利用光纖Bragg光柵進(jìn)行應(yīng)力傳感和溫度傳感的理論模型；闡述了應(yīng)力和溫度同時(shí)傳感的解調(diào)方法。 2.構(gòu)建一個(gè)基于可調(diào)諧FP光濾

3、波器的光纖Bragg光柵動(dòng)態(tài)傳感系統(tǒng)，闡述光柵封裝的方法，利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)用于動(dòng)態(tài)應(yīng)變傳感的可行性；總結(jié)對(duì)比基于光纖光柵傳感的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)解調(diào)系統(tǒng)，給出了它們的適用范圍。 3.利用儀器控制技術(shù)完成了對(duì)Fabry-Perot可調(diào)諧光濾波器濾波光譜特性的測(cè)試；觀測(cè)Fabry-Perot可調(diào)諧光濾波器濾波窗口移動(dòng)非線性現(xiàn)象并分析了其原理，給出解析法和數(shù)值法兩種非線性校正方法，并驗(yàn)證比較校正效果。 4.闡述了針對(duì)光纖Bragg