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《超結(jié)構(gòu)光纖光柵傳感特性的研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、燕山大學(xué)碩士學(xué)位論文超結(jié)構(gòu)光纖光柵傳感特性的研究姓名:王建軍申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):檢測技術(shù)與自動化裝置指導(dǎo)教師:李志全20050801摘要超結(jié)構(gòu)光纖光柵是一種新型的光纖光柵,超結(jié)構(gòu)光纖光柵因其特殊的濾波特性、嚴(yán)格的波長洲隔以及結(jié)構(gòu)緊湊、易于集成和低成本等特點,已引起了廣泛的研究興趣。本文基于耦合模理論和傳輸矩陣法,分析了超結(jié)構(gòu)光纖光柵的反射圖譜,對超結(jié)構(gòu)光纖光柵應(yīng)變和溫度傳感特性進行了研究。文章從超結(jié)構(gòu)光纖光柵的理論基礎(chǔ),反射光譜特一降、超結(jié)構(gòu)光纖光柵傳感機理三方面展開研究。首先,論文從超結(jié)構(gòu)光纖光柵的理淪基礎(chǔ)入手,分別用傅氏變換的方法和耦合
2、模理論對超結(jié)構(gòu)光纖光柵進行分析,通過分析比較這兩種方法,采用耦合模理論并運用傳輸矩陣法解方程組,得到了超結(jié)構(gòu)光纖光柵的基本理淪公式,接著分析了超結(jié)構(gòu)光纖光柵的光譜特性,為下文在計算機中仿真分析打下基礎(chǔ)。其次,對均勻超結(jié)構(gòu)光纖光柵、變跡超結(jié)構(gòu)光纖光柵這兩類超結(jié)構(gòu)光纖光柵反射譜特性進行了分析。通過調(diào)整超結(jié)構(gòu)光柵各參數(shù)諸如:光柵長度、折射率平均變化量、變跡函數(shù)等,從而可獲得理想的反射譜特性。最終找到一種適合進行溫度和應(yīng)變傳感實驗的超結(jié)構(gòu)光纖光柵。最后,在分析光纖布拉格光柵溫度和應(yīng)變傳感模型的基礎(chǔ)上,用計算機來仿真超結(jié)構(gòu)光纖光柵溫度、鹿變傳感實驗,并分
3、析了溫度、應(yīng)變對超結(jié)構(gòu)光纖光柵的光譜特性的影響因素,接著給出了超結(jié)構(gòu)光纖光柵反射率和波長與溫度、應(yīng)變變化的函數(shù)關(guān)系式,同時對實驗系統(tǒng)和誤差進行了分析,為超結(jié)構(gòu)光纖光柵在傳感器領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)。關(guān)鍵詞超結(jié)構(gòu)光纖光柵;耦合模理論;傳輸矩陣法;應(yīng)變:溫度燕山人學(xué)I學(xué)碩十學(xué)位論文AbstractSuperstructureFiberBraggGratingisanovelfibergrating,andobservershavedevotedthemselvestostudyingonrelatedtheoriesduetoitsspe
4、cialfilteringcharacterizations,rigidwavelengthspaceintervals,smartstructure,easy—to—integrateandlowcost.Basedoncoupledmodetheoryandtransfermatrixmethod,thepaperanalyzesreflectancespectrumofSuperstructureFiberBraggGratingandstudiesitsstrainandtemperaturesensingcharacterizatio
5、nsincludingthelatterthreeaspects:relatedbasictheories,spectralcharacterizationsandsensingmechanism.StartingfrombasictheoriesofSuperstructureFiberBraggGrating,thepaperfirstlyanalyzesSuperstructureFiberBraggGratingwithFFTtransformationsandcoupledmodetheories.Withcomparison,the
6、paperemployscoupledmodetheoryandtransfermatrixmethodtoresolveequations.Thusbasictheories,spectralcharacterizationsonSuperstructureFiberBraggGratingareobtainedwhichmakesstepsforsimulationinthenextchapter.Secondly,spectralcharacterizationsonuniform,anodizedSuperstructureFiberB
7、raggGratingareanalyzed.Throughadjustinginvolvedparameterssuchaswavelength,refractiveindexaveragevariationvalue,anodizedfunction,idealspectralcharacterizationsareobtained.AndsuitablesuperstructurefibergratingfitfortemperatureandstraincharacterizationsCanbefound.Atlast,basedon
8、abovetheories,thepapercarriesouttemperatureandstrainsimulatedexperimentsonS