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《北京交通大学》 2015年
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基于光纤布拉格光栅型声光调制器的Ⅴ-Ⅰ传输矩阵法特性分析

孟晓婷  
【摘要】:光纤布拉格光栅型声光调制器以其调谐范围宽、响应速度快、插入损耗小等优点,被广泛应用于光纤通信和光纤传感等领域。快速有效地获得光纤布拉格光栅型光器件的光谱特性,对于优化设计复杂结构的光纤光栅有着重要的意义。 本文将工程上广泛使用的V-I传输矩阵法应用于对光纤布拉格光栅型声光调制器的理论分析中,并将该理论应用于非均匀布拉格光栅型声光调制器的特性分析,主要的研究内容如下: 1.对于光纤光栅的四种常见分析方法,即耦合模法、传输矩阵法、傅立叶变换法以及多层膜法进行了详尽的理论推导,并在此基础上建立了分析光纤光栅光谱特性的V-I传输矩阵法模型,与现有的分析方法相比,该模型算法简单、求解更加容易,能够快速得出声光调制器的传输特性。 2.采用V-I传输矩阵法模型,分析了超声波频率和声致应变幅度对均匀光纤布拉格光栅型声光调制器的反射谱的影响,得出了主次反射峰间的波长间隔与超声波频率之间的增长系数为0.145nm/MHz,且反射峰的反射率随着声致应变幅度的改变而呈周期性变化。同时与其他方法比较,突出了V-I传输矩阵法的有效快速性。 3.针对啁啾以及相移两种非均匀光纤布拉格光栅型声光调制器,提出了采用V-I传输矩阵法分析因超声波频率和声致应变幅度引起的折射率分布变化对反射谱的影响,获得了主次反射峰间的波长间隔与超声波频率之间的关系,以及反射峰的反射率与声致应变幅度间的变化规律。并利用剪切模PZT产生纵向声波,使用频率为2MHz的超声波对啁啾光纤布拉格光栅进行调制,实验结果与仿真结果相致。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN761

【共引文献】
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