首页> 中文学位 >光纤光栅传感的关键技术及其在横向压力负载传感中的应用
【6h】

光纤光栅传感的关键技术及其在横向压力负载传感中的应用

代理获取

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1纤维光学及其传感技术发展的历史背景

1.2光纤光栅传感技术的研究背景

1.3光纤光栅传感领域的关键技术

1.4光纤光栅横向负载传感技术的研究背景

1.5本论文的主要工作和创新之处

本章参考文献

第二章光纤光栅研制技术及其谐振波长敏感特性

2.1光纤的光敏性机理

2.2光纤光栅的写入技术

2.3光纤Bragg光栅的谐振波长敏感特性

2.4小结

本章节参考文献

第三章光纤光栅Sagnac环传输特性及包络带通滤波器

3.1引言

3.2 FBG传输特性的模式耦合分析

3.3 FBG Sagnac环传输特性理论分析

3.4 FBG Sagnac环包络带通滤波器的实验研究

3.4.1实验装置

3.4.2实验结果

3.4.3讨论

3.5小结

本章节参考文献

第四章光纤光栅波长移位检测:边沿滤波法

4.1引言

4.2全光纤非平衡Mach-Zehnder干涉仪滤波特性的理论分析

4.2.1UMZI的结构与滤波特性分析

4.2.2影响Mach-Zehnder干涉仪滤波特性的因素

4.3利用全光纤UMZI边沿滤波器进行FBG波长移位检测

4.3.1实验装置

4.3.2光纤光栅传感实验中波长移位检测结果

4.4小结

本章节参考文献

第五章光纤光栅波长移位检测:干涉扫描法

5.1引言

5.2漂移补偿的全光纤UMZI干涉扫描法进行波长移位检测

5.2.1基于UMZI的IWS波长移位检测原理

5.2.2干涉式波长扫描仪波长移位检测的温度漂移及补偿

5.2.3漂移补偿的IWS系统温度传感实验

5.2.4基于UMZI的IWS中的偏振不稳定问题

5.3偏振无关的IWS波长移位的检测的方法

5.3.1偏振无关的光纤Michelson干涉仪

5.3.2基于偏振无关干涉仪的FBG温度传感IWS检测

5.4小结

本章节参考文献

第六章光纤Bragg光栅横向压力负载传感

6.1引言

6.2 FBG横向压力负载敏感特性的理论模型

6.3 FBG横向压力负载传感的实验研究

6.3.1单点横向负载传感

6.3.2多点同时测量

6.3.3 讨论

6.4小结

本章节参考文献

第七章光纤长周期光栅横向负载敏感特性分析

7.1引言

7.2光纤在横向负载条件下的光弹性分析

7.3长周期光栅的包层模谐振的横向负载敏感性

7.3.1光纤中的包层模式的标量分析

7.3.2 LPG的包层模谐振在横向负载时的微扰

7.3.3理论模拟结果

7.4小结

本章附录:三层模型的包层模场分布及色散方程的标量模结果

本章节参考文献

结束语

致谢

攻读博士学位期间发表的论文

展开▼

摘要

光纤光栅自从70年代末出现以来,在光纤通信、传感和测量等很多领域获得了应用,新的实验现象和新的应用不断被发现,关于这类器件的理论模型也不断得到完善.在传感领域,光纤光栅有许多重要的应用.其中的一项重要的应用就是利用其波长敏感性,嵌入各种大型混凝土结构和智能结构中,进行应变、温度以及横向负载等参数的多点分布式测量.光纤光栅传感技术因其自身的诸多优点而拥有很好的应用前景.该文的研究工作围绕着光纤光栅传感领域的关键技术及其横向负载传感中的应用展开.在提取光纤Bragg光栅的反射信号时,会遇到损耗大和成本高的两难问题.论文利用模式耦合理论,对光纤Bragg光栅Sagnac环的传输特性进行细致的讨论,分析了光程差对其传输特性的影响,并提出了光纤光栅Sagnac环包络带通滤波器的概念,指出其在光纤光栅反射信号提取中的低损耗和低代价的特性,最后通过实验研究验证了理论上的分析和构想.光纤Bragg光栅波长移位检测的边沿滤波器方法是一种低成本高效率的检测方法.论文在对全光纤非平衡Macd-Zehnder干涉仪的滤波特性进行了详细分析的基础上,研制出了基于Macd-Zehnder干涉仪的边沿滤波器,并实验研究该边沿滤波器在光纤光栅波长长多位检测中的表现,实现了较高分辨率的温度和应变的传感测量.同时指出,采用全光纤Macd-Zehnder干涉仪作为边沿滤波器的好处是研制容易,成本低廉,并且在研制过程中容易通过控制干涉仪的光程差调整滤波器的各项参数.论文还完整讨论了长周期光栅在横向压力负载作用下的折射率微扰,并分析了这一微扰对长周期光栅的包层模谐振特性的影响.利用这一分析计算了基于LP<,05>模谐振的长周期光栅在横向负载作用下的谐振波长分裂,计算结果与实验结果吻合.

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号