收藏本站
《电子科技大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于抗弯光纤的长周期光纤光栅特性研究

汤伟锋  
【摘要】:自从1999年饶云江教授发明了基于高频CO_2激光脉冲单侧周期照射光纤写入长周期光纤光栅的方法以来,本人所在团队对LPFP的写入方法、成栅机理、基本性质和实际应用等多个方面进行了系统的研究,逐步形成体系。近年来,随着人们对信息需求量的爆炸性性增涨,光纤到户取得了很大发展,这得益于抗弯光纤的发明。随着抗弯光纤大量运用于光纤通信体系末端,研究其传感特性就显得特别重要而且有意义。本文结合课题组的积累,采用高频CO_2激光脉冲在抗弯光纤制作长周期光纤光栅,研究其传感特性,取得了一定的创新性研究成果。主要内容如下: 1.采用高频CO_2激光成功在带纳米环结构的抗弯光纤上写入长周期光纤光栅。对该型长周期光纤光栅的温度和应变传感特性进行研究,发现其温度灵敏度较基于普通光纤的长周期光纤光栅提高近三倍,并且温度提高后灵敏度有所提高。另外不同周期的谐振峰对应变的灵敏度差别较大。结合不同周期的温度和应变特性的差异提出一种温度和应变同时测量的传感器结构,并申请发明专利。 2.在前面的提到的温度应变同时测量的传感器结构实际上是基于两个长周期光纤光栅组合形成的。论文在改善写入方法,即写入时施加特定大小的拉力,在一个长周期光纤光栅形成两个谐振峰,然后研究其温度和应变特性发现两个谐振峰的应变灵敏度存在较大差异,随即提出基于单个长周期光纤光栅的温度应变同时测量的传感器结构,申请发明专利。 3.论文对基于抗弯光纤的长周期光纤光栅的弯曲和扭曲特性进行了初步研究。发现其弯曲存在明显的方向相关性,在特殊的方向(比如CO_2激光写入方向)上具有较大的弯曲灵敏度,而在其他方向上弯曲对谐振波长的影响很小。该型长周期光纤光栅不同阶数的耦合模对扭曲存在不同的响应,低阶模的谐振峰对扭曲方向明显敏感,而高阶模的谐振峰对扭曲方向不敏感,谐振波长对扭曲呈周期性起伏。 4.论文采用小周期数成功写入长周期光纤光栅,其谐振峰带宽极大提高,3dB达到240nm,从其透射谱上可以看出其跨越了1310nm和1550nm这两个常用的通信波段,利用边缘滤波效应,实现温度的测量。该传感系统使用波长为1310nm和1550nm双波长作为输入光,激光经过长周期光纤光栅的衰减后被光电探测器接收,探测器输出电压信号,经计算转换成温度信息。当光栅处的温度变化后,其透射谱线整个的移动,光源波长处光栅衰减值发生变化,光电探测器接收的激光强度也跟随变化,所以测量探测器输出的电压值即可得到光栅处温度变化情况。这种传感系统结构简单、成本低、响应迅速、量程大,适合于高温测量。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN253

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 何瑾琳,孙小菡,张明德,逄焕刚;相移长周期光纤光栅的光谱特性及其在光分插复用器中的应用[J];光学学报;2000年08期
2 李景义,饶云江,牛永昌,聂玲;基于新型长周期光纤光栅的低成本应变传感系统[J];光子学报;2005年03期
3 朱涛;饶云江;莫秋菊;;基于超长周期光纤光栅的高灵敏度扭曲传感器[J];物理学报;2006年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王义平;新型长周期光纤光栅特性研究[D];重庆大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐成;卢祥林;吴慧娟;吴宇;饶云江;;具有视频联动功能的光纤围栏周界入侵监测系统[J];安防科技;2010年09期
2 李姗姗;吴慧娟;卢祥林;饶云江;王杰;;基于光纤传感网技术的智能油田综合监测系统[J];安防科技;2011年08期
3 叶昌金;杨梓强;;基于光纤光栅的Fabry-Perot滤波器特性的研究[J];半导体光电;2008年01期
4 张丽萍;陈根祥;路慧敏;;幅度取样光纤光栅拼接制作技术的分析与研究[J];半导体光电;2011年01期
5 鞠芳;马昕;刘统玉;;DFB激光器振动解调系统温度补偿的设计[J];半导体技术;2010年08期
6 赵明富;黄德翼;罗彬彬;矫雷子;周斌;;光纤Bragg光栅倏逝波传感器[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年10期
7 刘琨;井文才;刘铁根;贾大功;张红霞;张以谟;;F-P可调谐光滤波器的非线性校正在动态应变传感中的应用[J];传感技术学报;2008年07期
8 吕辰刚;张瑞峰;武星;葛春风;丁岳;;基于光纤光栅传感网的根式沉井静载实验研究[J];传感技术学报;2010年02期
9 胡玉瑞;唐源宏;李川;;光纤Bragg光栅流量传感器[J];传感技术学报;2010年04期
10 常新龙;何相勇;周家丹;李明;;FBG传感器在复合材料固化监测中的应用[J];传感技术学报;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 赵艳峰;曹敏;王达达;李建发;秦忠;;FBG传感技术在变电站塔架应变监测中的应用研究[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年
2 陈金明;汤立群;;光纤光栅频谱和曝光特性研究[A];复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集[C];2007年
3 周岩;高杨;杨宁;;高压开关柜触头温度在线监测技术综述[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
4 赵兵;张志利;仲启媛;李洪才;;光纤光栅传感技术在武器装备检测中的应用[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
5 杜宁宁;闫卫平;李宏;;光纤Bragg光栅传感器解调系统设计[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
6 官庆;冯莹;朱志武;姜广文;魏立安;;长周期光纤光栅耦合模理论分析与数值模拟[A];光电技术与系统文选——中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王雪;双芯长周期光纤光栅制备方法及特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 姜萌;光纤CRDS流体传感的理论与实验研究[D];南开大学;2010年
3 刘鹏;高效率泵浦耦合及光纤激光器关键技术研究[D];北京交通大学;2011年
4 程旭升;聚合物Bragg光纤光栅的制作及其传感特性的研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 刘荣梅;基于界面分析的光纤智能复合材料结构强度性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 黄红梅;基于FBG光谱特性的结构损伤监测技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 王义平;新型长周期光纤光栅特性研究[D];重庆大学;2003年
8 王昌;长周期光纤光栅的制作与特性研究[D];武汉理工大学;2005年
9 吴飞;基于光纤光栅的多力参数测量及信号分析技术的研究[D];燕山大学;2007年
10 李彬;用于色散补偿、光纤激光器中的光纤光栅[D];北京交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭东歌;基于LPFGs氢敏探测器的研究[D];郑州大学;2010年
2 韩笑;OCDMA通信系统中地址码的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王秋玉;基于ARM-Cortex单片机的光纤布拉格光栅位移传感器的设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 张丽萍;取样光纤光栅拼接制作技术的研究[D];北京交通大学;2010年
5 包玉龙;基于荧光强度比的光纤布拉格光栅温度应变传感器[D];北京交通大学;2010年
6 张从国;锥形光纤的理论研究[D];北京交通大学;2011年
7 孙倩;单频光纤激光器谐振腔的研究[D];北京交通大学;2011年
8 田鹏飞;窄线宽掺铒光纤激光器的理论和实验研究[D];北京交通大学;2011年
9 安丽婧;基于光纤光栅的微波光子滤波器品质因数研究[D];北京交通大学;2010年
10 张海亮;一种基于空心柱体结构的光纤Bragg光栅下旋式同轴圆筒粘度仪[D];昆明理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘勇,叶志清;龙格-库塔法和传输矩阵法求解非均匀长光纤光栅问题的比较[J];江西师范大学学报(自然科学版);2001年01期
2 李新碗,杜鹏超,叶爱伦;长周期光纤光栅耦合特性及模拟分析[J];电子学报;2000年11期
3 秦莉,韦占雄,王庆亚,韦欣,郑伟,张玉书,高鼎三;长周期光纤光栅温度稳定性分析及其改善[J];光学学报;2000年02期
4 何瑾琳,孙小菡,张明德,逄焕刚;相移长周期光纤光栅的光谱特性及其在光分插复用器中的应用[J];光学学报;2000年08期
5 张伟刚,许兆文,杨翔鹏,开桂云,赵启大,袁树忠,董孝义;用单光纤光栅实现扭转与温度的双参量传感测量[J];光学学报;2002年09期
6 高侃,蔡海文,陈高庭,方祖捷;一种改善长周期光纤光栅热稳定性的方法[J];光学学报;2002年09期
7 H.Y.Tam,杜卫冲,Michael.S.Y.Liu;用微透镜阵列在单模光纤中写入长周期光纤光栅的新方法[J];光学学报;1998年11期
8 艾江,叶爱伦,刘宇乔,陈益新,李昌敏;一种新的长周期光纤光栅制作方法[J];光学学报;1999年05期
9 王义平,饶云江,曾祥楷;长周期光纤光栅弯曲特性的模式耦合理论分析[J];光子学报;2002年10期
10 冉曾令,饶云江,朱涛,江建,曾祥楷,王义平;基于新型长周期光纤光栅的掺铒光纤放大器[J];光子学报;2003年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘云启;布拉格与长周期光纤光栅及其传感特性研究[D];南开大学;2000年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭勇;程轶;;镀有SiO_2-WO_3薄膜LPFG折射率传感特性研究[J];光散射学报;2007年02期
2 王翔;李新碗;陈建平;;LPFG包层模对环境折射率的灵敏度分析[J];光纤与电缆及其应用技术;2009年02期
3 蒋秀丽;;长周期光子晶体光纤光栅折射率传感[J];科技资讯;2010年32期
4 ;光纤器件[J];中国光学与应用光学文摘;2002年05期
5 江国舟;长周期光纤光栅谐振波长的研究[J];湖北师范学院学报(自然科学版);2005年03期
6 关寿华;宋世德;于清旭;;长周期光纤光栅耦合模理论与制作技术的研究[J];大连民族学院学报;2006年01期
7 欧启标;王彦;秦子雄;曾庆科;;长周期光纤光栅的应用研究[J];应用激光;2006年06期
8 张自嘉;许安涛;;薄包层长周期光纤光栅的折射率传感特性[J];传感技术学报;2009年08期
9 王久玲;饶云江;朱涛;宋韵;;CO_2激光脉冲边缘写入的长周期光栅折射率特性研究[J];光学学报;2007年10期
10 陈儒;;长周期光纤光栅传输谱的matlab仿真[J];计算机仿真;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵勇;张玉艳;李星;;基于磁流体的长周期光纤光栅电压传感器研究[A];中国仪器仪表学会第十二届青年学术会议论文集[C];2010年
2 崔文涛;刘艳格;邰伯寅;王兵;;基于级联长周期光纤光栅的多参量传感器研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 裴丽;董小伟;李彬;简伟;简水生;;聚合物包层长周期光纤光栅特性及应用[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
4 史磊磊;朱涛;陈方元;邓明;饶云江;;基于旋转折变型长周期光纤光栅对的高分辨率扭曲传感器[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 于永芹;郑家容;杜晨林;黄建辉;易凯;阮双琛;;飞秒激光制作长周期光纤光栅的温度和折射率传感特性[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
6 严明;罗售余;詹黎;张智明;夏宇兴;;施加轴向应力的啁啾长周期光纤光栅的传感测量[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
7 周文;陈抗生;章献民;叶险峰;;光纤光栅的研究与发展[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
8 林开群;郑荣升;谢志国;阎杰;许立新;明海;;双折射聚合物长周期光纤光栅刻写研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
9 王久玲;饶云江;朱涛;;基于旋转折变型长周期光纤光栅的压力传感器[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
10 罗售余;严明;李莉莉;;用小功率CO_2激光刻写长周期光纤光栅的实验研究[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 江苏亨通光电股份公司 尹纪成 王英明 周春东 窦方芹;2010年光纤产业产能突破1亿芯公里[N];通信产业报;2011年
2 本报记者 冯健;光纤市场趋稳 行业竞争加剧[N];中国电子报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜明顺;长周期光纤光栅理论及传感技术研究[D];山东大学;2010年
2 王雪;双芯长周期光纤光栅制备方法及特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王彦;长周期光纤光栅在智能结构中的应用研究[D];南京航空航天大学;2008年
4 苗飞;基于飞秒激光的长周期光纤光栅制备及其传感特性研究[D];山东大学;2012年
5 姜萌;基于长周期光纤光栅的传感器与解调复用技术研究[D];浙江大学;2010年
6 张玲;飞秒写制长周期光纤光栅的光谱特征及传感应用[D];山东大学;2012年
7 姜萌;光纤CRDS流体传感的理论与实验研究[D];南开大学;2010年
8 李艳军;全光纤OCT内窥镜技术及长周期光纤光栅形成机理研究[D];天津大学;2010年
9 陶沛琳;嵌入TLPFGs的Mach-Zehnder干涉型智能化光纤传感器的研究[D];北京交通大学;2011年
10 钱颖;光纤光栅传感技术基础研究[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪文华;980nm滤波器及新型抗弯光纤中写入的长周期光纤光栅[D];电子科技大学;2011年
2 汤伟锋;基于抗弯光纤的长周期光纤光栅特性研究[D];电子科技大学;2012年
3 邬林;基于磁流体与长周期光纤光栅的磁场传感器研究[D];武汉理工大学;2012年
4 马狄峰;新型长周期光纤光栅传感与滤波特性的研究[D];苏州大学;2010年
5 樊彦恩;级联旋转折变型长周期光纤光栅特性研究[D];重庆大学;2011年
6 张超;矩形折射率调制型级联长周期光纤光栅理论特性研究[D];广西师范大学;2012年
7 陈成金;机械微弯长周期光纤光栅器件研究[D];电子科技大学;2010年
8 方考;长周期光纤光栅器件的特性分析[D];电子科技大学;2011年
9 史翠华;CO_2激光写入旋转折变型长周期光纤光栅研究[D];重庆大学;2010年
10 陆君辉;飞秒激光脉冲刻写长周期光纤光栅特性研究[D];上海大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026