文档介绍：单位代码: 10293 密级:
硕士学位论文
论文题目: 长周期光纤光栅光谱特性
及传感特性的研究
号学 Y003091007
名姓王霞元
导师黄勇林
学科专业光学工程
研究方向光纤通信与光波技术
申请学位类别工学硕士
二一二年三月
论文提交日期 O
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南京邮电大学
硕士学位论文摘要
学科、专业: 工学光学工程
研究方向:光纤通信与光波技术
作者: 王霞元 Y003091007
指导教师:黄勇林教授
题目:长周期光纤光栅光谱特性及传感特性的研究
英文题目: Spectral Characteristics and Sensing Characteristics
Investigation of the Long-period Fiber Grating
主题词:长周期光纤光栅;级联长周期光纤光栅;取样;传感;
Keywords: Long-period Fiber Grating (LPFG); Cascaded LPFG; Sampling;
Sensing
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
摘要
长周期光纤光栅由于具有较长的周期,通常为几十到几百微米,且其模式耦合是同向传
输的纤芯基模和包层模之间的耦合,这些特点就决定了长周期光纤光栅的谐振波长和损耗峰
对外界环境的变化很敏感,具有比布拉格光栅更好的灵敏度,从而决定长周期在光通信领域
具有更加广泛的应用前景。
论文首先利用耦合模理论,对单个长周期光纤光栅的光谱特性进行分析及仿真。仿真不
同调制深度对直流和交流耦合率的影响,然后根据耦合强度的不同,分别讨论未过耦合、过
耦合和强耦合时的情况。最后仿真分析了归一化波长和带宽随波长的变化规律。
其次,利用传输矩阵法对均匀与非均匀长周期光栅的级联情况进行分析及仿真。首先对
两个均匀光栅级联的情况进行分析,分别讨论了两光栅间距、相移和两光栅长度比这三种情
况。然后分析相移和取样两种非均匀光栅。对于相移级联光栅主要分析了普通相移,引入多
个π相移和相移递增三种情况。而对于取样光栅,通过逐步的研究发现它可以很好的应用于
WDM 通道隔离器中。之后讨论了多个普通长周期光栅级联的情况,并予以仿真分析。
最后,对长周期光纤光栅的传感机理进行了阐述,分别讨论了其温度和应力的传感特性。
研究结果表明,级联长周期光纤光栅的谱型丰富且易于控制,能很好的应用于 DWDM
系统通道隔离器和梳状滤波器等方面。而长周期光栅的传感特性也比较突出,在传感领域也
会得到很好的发展。
关键词:长周期光纤光栅,级联长周期光纤光栅,取样,传感
I
南京邮电大学硕士研究生学位论文 ABSTRACT
ABSTRACT
Because long-period fiber grating(LPFG)has very long period ,usually is dozen of μ m to
several hundred μm. And the mode coupling is met by the core mode and cladding modes in the
same direction. So its resonance wavelength and loss peak are all very sensitive to external
environmental changes. An