文档介绍：局部微结构光纤光栅特性及传感研究天津理工大学研究生学位论文昵胨妒垦学科专业:通信与信息系统研究方向:光纤通信器件与技术作者姓名:指导教师:分类号::
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导师繇酱学位论文作者签名:杨蜜攸独创性声明学位论文作者签名:木务壹咎学位论文版权使用授权书签字日期:年月“日墨盗墨墨太鲎墨盗墨墨盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权叁盗墨兰盘堂签字日期:つ旯ぴ签字日期:沙年略蝗本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文作者完全了解可以将学位论文的全部或部分内容编入以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得或有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编,文件。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得
摘要光纤光栅作为一种新型的传感器件,因其具有其他传统传感器没有的优势,从上个世纪年代就受到人们的广泛关注,在近几年中,实现了飞速的发展。随着光纤光栅技术的不断完善发展,光纤光栅在光通信领域的应用将越来越广泛。近几年,基于光子带隙结构的器件缇植课⒔峁构庀瞬祭窆庹因其使反射谱中特定的光通过的特点越来越引起人们的广泛关注。局部微结构光纤光栅是将原布拉格光纤光栅均匀分布的包层被侵蚀掉一部分,产生非周期分命的结构,此结构产生的特性使光栅的反射谱中打开一个通带,此种带隙结构与相移光纤光栅非常类似,因而使其在微流体、生物化学、和化学研究等方面具有了独特的传感优势。本论文主要以局部微结构光纤布拉格光栅和局部微结构长周期光栅为研究对象,对其温度和折射率的传感特性与应用进行了理论和实验的研究,主要内容包括:介绍了光纤光栅和局部微结构光纤光栅的发展历史及研究现状。简单介绍了光纤光栅的写制方法,阐述了光纤光栅和局部微结构光纤光栅的传感优势及实用化所简要介绍了光纤光栅的基本分析方法:耦合模理论、传输矩阵分析法,并简要分析了其优缺点,在此基础上,从耦合模理论出发,基于传输矩阵法和相移理论,使用计算出局部微结构光纤布拉格光栅的相位变化,将刻蚀边缘的相位变化代入相移矩阵,通过得到局部微结构光纤布拉格光栅的频谱,并对非对称结构、阶梯型结构、两端刻蚀结构的局部微结构光纤布拉格光栅进行数值模拟,分析其特性并提出其应用前景。提供了一种同时测量液体温度和折射率的方法。作为传感探头的局部微结构光纤光栅是采用氢氟酸腐蚀轴向包层的方法得到的,其频谱产生的主要变化是在原布拉格反射峰内会产生一个透射窄带,使用局部微结构光纤布拉格光栅对液体温度和折射率进行测量。两反射峰温度和折射率敏感系数基本相同,分别为/和疪,透射通带的温度和折射率敏感系数比两反射峰稍大,分别为痮/菀陨咸匦裕墒褂镁植课⒔峁构庀瞬祭格光栅同时测量液体温度和折射率。简要介绍了腐蚀长周期光栅的发展历史,并对局部微结构长周期光纤光栅进行了理论分析和仿真,分析了包层厚度对灵敏度的影响。局部微结构长周期光栅可以通过改变相移的大小和位置提供多种新的特性,因此可以应用于特殊目的的滤波器。实验中用氢氟酸腐蚀长周期包层制作出局部微结构长周期光栅,并分别对温度和折射率进行测量,其中温度敏感度为/,折射率敏感度为/淞槊舳缺染植课⒔峁构庀瞬祭窆庹ひ4螅虼四芨泳返奶供液体温度和折射率传感。关键词:光纤光栅传感技术局部微结构光纤光栅温度折射率同时测量面临的问题。
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目录第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..第二章局部微结构光纤光栅理论分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第三章局部微结构光纤布拉格光栅传感实验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..传感技术简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..光纤光栅简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.庀斯庹し⒄<嘈汀光纤光栅的写制技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⒔⒔峁构庀斯庹さ姆⒄埂光纤光栅传感优势及面临的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...=⒔峁构庀斯庹ば枰=饩龅奈侍狻本文主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯本论文的主要创新点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯局部微结构