基于級聯(lián)長周期光纖光柵的分布式fbg解調(diào)系統(tǒng)研究

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1、＇ｒ．ｔ單位代碼：１０２９３密級：考皮《僅碩女徐Ａ＂４若，々ｕ為雀論文題目：某于級聯(lián)長周期光纖光柵的分布式ＦＢＧ解調(diào)系統(tǒng)研究學(xué)號１２１３０３２８２６姓名導(dǎo)師黃勇林專業(yè)學(xué)位類別工程碩±類型全日制專業(yè)（領(lǐng)域）工業(yè)工程？：■，，．■■ｒｎＩＩＩ．—■■■—？一‘ｒ論文提交日期２０１６年２月ResearchonthedistributedFBGdemodulationsystembasedoncas

2、cadedlong-periodfibergratingsThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByLuoXiaoSupervisor:Prof.HuangYonglinFeb2016南京郵電大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也

3、不包含為獲得南京郵電大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。一。本人學(xué)位論文及涉及相關(guān)資料若有不實(shí)，愿意承擔(dān)切相關(guān)的法律責(zé)任。＇居研巧生簽名：ｈ日期：＞爭＃勾南京郵電大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人授權(quán)南京郵電大學(xué)可保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子文檔；允許論文被查閱和借闊；可將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索：可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。本文電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文

4、的巧容相一致。論文的公布（包括刊登）授權(quán)南京郵電大學(xué)研究生院辦理。涉密學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書。／異蛛ｏ研究生簽名：：ｖｔ導(dǎo)師簽名：日期衣４４片／／＿長午ｊ摘要光纖布拉格光柵（FBG）傳感器是一個人們關(guān)注的熱點(diǎn)，因?yàn)樗鼘τ趹?yīng)變、溫度等物理量的敏感性，被普遍地運(yùn)用到了許多領(lǐng)域。由于它能夠?qū)獠ㄟM(jìn)行波長編碼的特點(diǎn)，所以波長技術(shù)解調(diào)是對其進(jìn)行檢測分析的最主要的途徑。級聯(lián)長周期光纖光柵（CLPG）因?yàn)槠渥V型豐富且易于調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，被廣泛用作各種濾波器等其他器件。課題基于級聯(lián)長周期光纖光柵的光譜特性將其作為邊緣濾波器，實(shí)現(xiàn)了對分布式

5、光纖布拉格光柵傳感信號的解調(diào)，從而測量出軸向應(yīng)變的變化。本文進(jìn)行的研究工作，主要包括以下幾點(diǎn)：（1）詳細(xì)地介紹光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展與分類，對光纖光柵解調(diào)技術(shù)和復(fù)用技術(shù)作了詳細(xì)的敘述。對近些年來級聯(lián)長周期光纖光柵在各個方面應(yīng)用領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)地介紹。通過耦合模理論分析了光波在波導(dǎo)中的傳播情況。通過麥克斯韋方程對耦合模方程進(jìn)行推導(dǎo)，得出光纖光柵布拉格條件以及反射率公式。（2）對光纖光柵的理論分析方法進(jìn)行了詳細(xì)地闡述，重點(diǎn)介紹了耦合模理論、傳輸矩陣法和傅里葉變換法。用OptiGrating仿真軟件對長周期光纖光柵的透射譜進(jìn)行了仿真，并通

6、過改變光柵周期、光柵長度、折射率調(diào)制深度、包層折射率幾方面的參數(shù)分析其對長周期光纖光柵透射譜的影響規(guī)律。（3）介紹了級聯(lián)長周期光纖光柵的模式理論及級聯(lián)長周期光纖光柵透射譜公式的求解方法，使用Matlab對級聯(lián)長周期光纖光柵的透射譜進(jìn)行了仿真，并通過改變光柵之間的級聯(lián)距離、相移量及級聯(lián)光纖相對位置分析其對級聯(lián)長周期光纖光柵透射譜特性的影響規(guī)律?？梢钥闯鐾ㄟ^調(diào)整級聯(lián)距離、相移量及級聯(lián)光纖相對位置等方法能夠靈活控制級聯(lián)長周期光纖光柵的輸出光譜，為級聯(lián)長周期光纖光柵的應(yīng)用提供了一定的理論指導(dǎo)。（4）對基于級聯(lián)長周期光纖光柵的分布式FBG解調(diào)系統(tǒng)做了

7、詳細(xì)的研究，在傳統(tǒng)的基于長周期光纖光柵邊緣濾波解調(diào)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了基于級聯(lián)長周期光纖光柵的分布式FBG解調(diào)技術(shù)。該解調(diào)技術(shù)是利用級聯(lián)長周期光纖光柵透射譜的多個線性區(qū)作為邊緣濾波器，同時使用了一個多通道的帶通濾波器，實(shí)現(xiàn)了對軸向應(yīng)變的傳感。對于采用波分復(fù)用技術(shù)的分布式傳感系統(tǒng)，該解調(diào)技術(shù)有效的提高了采樣速率和檢測精確度。關(guān)鍵詞:光纖布拉格光柵，級聯(lián)長周期光纖光柵，邊緣濾波，波分復(fù)用，分布式傳感IAbstractPeoplepaycloseattentiontoopticalfiberBragggrating(FBG)sensor.Beca

8、useitisthecharacteristicsofthesensitivityofthestrain,temperatureandotherphysicalquantitie