长周期光纤光栅组合透射谱的仿真研究

根据耦合模理论及模耦合方程推导了长周期光纤光栅的透射系数、反射比和级联长周期光纤光栅的透射系数表达式,用Matlab对其进行仿真研究,并总结了长周期光纤光栅透射谱特性随光栅长度、周期及耦合系数的变化规律,通过仿真实验验证了系统特性。     

镀膜长周期光纤光栅透射谱研究

基于三包层长周期光纤光栅的耦合模型,研究了镀膜长周期光纤光栅的光栅参数和膜层厚度对长周期光纤光栅谐振波长的影响。研究发现,当长周期光纤光栅的纤芯半径、折射率和周期增大时,谐振波向长波方向漂移;当长周期光纤光栅的包层半径和折射率增大时,谐振波向短波方向漂移。不同折射率的膜层介质其所对应的最优厚度(Optimum Overlay Thickness,OOT)不同,薄膜介质的折射率越高,对应的最优厚度越小,敏感区域范围也较窄;不同包层模式对应的最优厚度具体位置区别不大,较高阶次包层模对应的谐振波长在敏感区域范围内漂移量较大。     

微纳米高折射率涂敷层对长周期光纤光栅传输谱特性的影响

基于模式耦合理论,通过求解给定参数的覆盖高折射率微纳米涂敷层长周期光纤光栅( LPFG)的频谱,分析了四层模型LPFG中微纳米高折射率涂敷层对其传输谱特性的影响。研究结果表明：通过设计涂覆层厚度、涂覆层折射率变化范围以及LPFG包层厚度等参数,包层模将进入高折射率微纳米涂敷层中进行传输,在LPFG传输谱出现模式迁移现象;随着涂覆层折射率的增大,谐振峰波长向短波长方向漂移;LPFG包层半径越小,谐振峰波长对涂覆层折射率变化的响应灵明度越高。     

长周期光纤光栅的制作方法进展

介绍了长周期光纤光栅制作技术上的进展。阐述了长周期光纤光栅制作方法的分类,可分为在一般光纤上制作的长周期光纤光栅和在特殊光纤上制作的长周期光纤光栅;前者又可分为基于非形变的制备方法和基于形变的制备方法,基于非形变的制备方法以幅值掩模法和逐点写入法为代表,基于形变方法制备的长周期光纤光栅,一般通过刻槽使光纤发生微小形变;给出了各种制作方法的特点。     

薄包层长周期光纤光栅的折射率传感特性

长周期光纤光栅(LPFG)可用于折射率传感,同时利用折射变化可以实现谐振波长的调谐.不同的光纤包层半径和光栅周期对折射率灵敏度有较大影响.利用光波导的耦合模理论分析了LPFG的折射率传感特性,给出LPFG的折射率灵敏度的解析表达式,给出了利用不同包层模时的折射率灵敏度.利用三层介质光纤的纤芯模本征方程计算了薄包层LPFG的折射率灵敏度.结果表明,基于不同包层模的LPFG的谐振波长随折射率的变化有红移,也有兰移;基于低阶模序包层模的LPFG,折射率灵敏度较小,中间模序最大,而高阶模序则较大,薄包层LPFG对折射率具有更大的灵敏度.     

基于长周期光纤光栅的生物传感器设计及仿真

利用生物活性物质高效、专一的催化特性,通过生化反应中生成的复合物对包层折射率和半径的直接调制,提出了基于长周期光纤光栅的、可用于蛋白质等生物物质鉴别与分析的传感方案,并用数值计算方法对检测中所生成复合物薄膜层的折射率和厚度变化对耦合波长偏移和衰减的影响进行了仿真研究,为新型高灵敏度生物传感器的研发提供了理论依据。     

基于长周期光纤光栅的压力传感器计算机仿真研究

当前,传统的几种压力传感器存在机械结构复杂,不便于转换成电参数等缺点,设计仿真研制了一种基于悬臂梁差动结构的新型长周期光纤光栅压力传感器;该传感器测量精度高,结构简单,便于加工;其独特的差动结构克服了温度变化对测量的影响,在温度变化后不用再次标定;完成了差动结构方案的结构与工艺设计,对其机械工艺等方面进行了改进,为下一步的工艺标准化工作打下了基础;经过反复测试,在O一6MPa的测量范围内,温度变化25℃时,在不用重新标定的条件下,其测量精度仍保持在1%之内;实验结果表明,该传感器在将压力信号转换成电信号方面,比传统的几种压力传感器在线性度等方面具备很大优势.     

相移光纤光栅的有效反射率法研究

采用有效反射率法分析了相移光纤光栅的传输特性.将相移光纤光栅等效成含缺陷的布拉格反射镜,然后用利用效反射率法分析其反射特性.数值计算结果表明:该方法简单且与耦合模理论吻合较好,相移光纤光栅中的相移相当于布拉格反射镜中的缺陷,通过改变缺陷在布拉格反射镜中的光学厚度、位置及引入缺陷的数量可实现相移光纤光栅中的相移的大小、位置及数量的变化.     

基于RocketIO的高速图像数据光纤传输的实现

高速图像数据传输一直是航天遥感器发展的瓶颈,针对此问题设计基于Xilinx的Virtex-Ⅱ Pro系列FPGA内嵌的RocketIO收发器硬核,应用于航天遥感器中的高速图像数据传输系统,通过8位并行120Mb/s的数据转为960Mb/s的串行数据的实验结果和仿真结果验证了其可行性、准确性和可靠性.     

基于长周期光栅滤波的全光纤光纤光栅传感器研究

设计了一种全光纤传感测试系统,采用长周期光纤光栅作为边带滤波器,对光纤布拉格光栅的传感信息进行解调,结合高信噪比的光电测量系统,传感测量的波长检测灵敏度为１．９４ｄＢ／ｎｍ,波长测量分辨率可达０．０５ｎｍ。     

非均匀温变场对光纤光栅反射谱的影响

讨论了非均匀温变场对光纤光栅反射谱的影响,并针对不同的温变场模型进行了数值仿真.仿真结果表明,对于不同的非均匀温变场,在宽带光源照射下的反射谱是不同的.利用这些规律可做一般光纤光栅无法比拟的光纤光栅非均匀温变传感器以及对温变呈梳状反映的传感器.     

光纤Bragg光栅温度传感器在硅橡胶绝缘子温度特性研究中的应用

当硅橡胶绝缘子长期工作在恶劣的环境中时,会导致硅橡胶绝缘子产生发热现象.为了检测硅橡胶绝缘子的工作温度,将光纤Bragg光栅分别粘贴于硅橡胶绝缘子的上、下两端和伞群部分.温度特性实验结果表明:在15 kV电压作用下,硅橡胶绝缘子温度发生变化,从而使得光纤Bragg光栅中心波长产生相应的移位.金属棒上、下两端和伞群部分在无污染情况下温升分别为1.8℃、2.1℃和0.5℃;在凝露情况下温升分别为2.3℃、2.7℃和0.7 ℃;在Ⅱ级污秽等级情况下温升分别为3.5℃、4.1℃和0.9℃;破坏后的伞群部分在三种情况下的温升分别为4.9℃、5.5℃和7.1℃.光纤Bragg光栅温度传感器可有效的检测硅橡胶绝缘子的工作温度,反映硅橡胶绝缘子的工作状态.     

强度解调的光纤光栅振动检测硬件电路设计与实验研究

在对光纤光栅强度解调方法研究的基础上,利用FastFET放大器AD8065设计了高速光电转换电路,并基于边缘滤波强度解调原理构建了光纤光栅振动检测系统。该系统具有成本低、解调速度快等特点。在实验中,引入使用美国国家仪器（NI）有限公司的电子电路仿真软件Multisim的仿真实验与构建的光纤光栅振动检测系统进行对比。实验结果表明,光纤光栅振动检测系统具有良好的幅频响应,频率响应范围可达5 Hz~1000 Hz,为光纤光栅振动检测提供了一种新的可靠手段。     

基于相关分析的光纤光栅Bragg波长偏移值测量

在分析光噪声对光纤光栅Bragg波长偏移量测量影响机理的基础上,利用数字信号处理技术中信号的互相关分析对信号噪声的抑制及其在信号时延长度测量中的应用,将光纤Bragg光栅反射功率谱序列等效为信号的一个时间抽样序列,在较强噪声条件下,对基于光纤Bragg光栅的测力传感探头受拉后Bragg波长的偏移量,使用相关分析的方法进行了测量;结果显示,该方法将光纤光栅Bragg波长偏移值的测量波动最大差值由一般方法的90pm降低到了28pm,有效减小了由噪声引起的Bragg波长偏移值的测量误差.     

基于长周期光纤光栅的高灵敏度温度传感方案

长周期光纤光栅具有波长选择损耗的带阻滤波特性 .其谐振波长随光纤包层直径的减小而向长波方向漂移 .环境温度、外部折射率指数的变化会导致谐振波长位移 .由此提出一种敏感度增强的温度传感方案 .推导了长周期光纤光栅谐振波长与温度之间的关系模型 .在光纤纤芯中写入长周期光纤光栅 ,通过腐蚀方法减小其包层直径 ,随后在光栅外再涂覆聚合物包层 .用此器件测量所得温度传感特性 ,其实验结果与仿真结果基本一致。其温度灵敏度超过 5 .2 nm/℃ .     

强度解调的光纤光栅高频传感系统研究

摘要：在对光纤光栅强度解调方法研究的基础上,利用FastFET放大器AD8065设计了高频光电转换电路,并基于边缘滤波强度解调原理构建了光纤光栅高频振动解调系统。该系统具有成本低、解调速度快等特点。在实验中,使用电子电路仿真软件Multisim的仿真实验与构建的光纤光栅高频振动解调系统进行对比。仿真实验和实际实验结果均表明,光纤光栅高频振动解调系统的振动测量具有良好的幅频响应,频率响应范围可达5Hz~1000Hz,为光纤光栅高频动态测量提供了一种新的可靠手段。     

光纤光栅应变传感特性的研究

叙述光纤Bragg光栅的反射率与栅距，有效折射率和入射波长的关系，用Matlab描述有效折射率和栅距的变化对反射波长的影响。以此为基础阐述光纤Bragg光栅的应变传感原理，并对光纤Bragg光栅的应变传感特性进行实验研究，实验结果与理论分析结果相一致。