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《电子科技大学》 2007年
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光纤光栅的调谐技术及在相控阵雷达中的应用研究

任国荣  
【摘要】: 光纤光栅是利用石英光纤的紫外光敏特性将光栅直接写在光纤上而形成的光纤无源器件,它具有插入损耗低、抗电磁干扰、易于同光纤系统集成等优点,在光纤通信、光纤传感和光信息处理等领域得到了广泛的应用,尤其是在相控阵雷达的波束形成网络中,用光纤光栅代替传统相控阵雷达中的微波移相器,通过调谐光纤光栅实现波束发射角的扫描,可以解决传统相控阵雷达的瞬时信号带宽受孔径效应和孔径渡越时间限制的问题。 本文针对光纤光栅的调谐及在相控阵雷达中的应用而展开研究,主要的研究成果如下: 首先,从光纤光栅的光栅方程出发分析了应力、温度、磁场对光纤光栅的影响,推导了相应的波长调谐关系式。 其次,分析了基于简支梁、压电陶瓷微位移器和磁致伸缩棒的光纤光栅调谐原理。对用简支梁、压电陶瓷微位移器和磁致伸缩棒调谐光纤光栅进行了实验研究。用简支梁调谐时,光纤光栅的反射谱谱宽随简支梁弯曲量的增大而变宽;用压电陶瓷微位移器调谐时,若对光纤光栅进行均匀拉伸,光纤光栅的中心反射波长随压电陶瓷微位移器驱动电压的增加向长波长方向移动,反射谱谱宽不变;若对光纤光栅进行非均匀拉伸,光纤光栅的反射谱谱宽随压电陶瓷微位移器驱动电压的增加而变宽;用磁致伸缩棒调谐时,在均匀磁场驱动下,光纤光栅的中心反射波长随线圈驱动电流的增加向长波长方向移动。 最后,对用简支梁、压电陶瓷微位移器和磁致伸缩棒调谐的可调光纤光栅的时延特性进行了实验研究和模拟仿真,并对它们在相控阵雷达中的应用进行了分析。用简支梁调谐时,光纤光栅时延曲线的斜率随简支梁弯曲量的增大而变小;用压电陶瓷微位移器对光纤光栅进行均匀拉伸时,固定波长光载波的时延随压电陶瓷微位移器驱动电压的增加而变大;用多个压电陶瓷微位移器调谐时,光纤光栅时延曲线的斜率随加在相邻两段压电陶瓷微位移器上电压差的增加而变小;用磁致伸缩棒调谐时,在均匀磁场驱动下,光纤光栅的时延曲线发生平移,斜率基本不变。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN253

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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7 刘云启,赵东晖,葛春风,郭转运,刘志国,开桂云,董孝义,谭华耀;长周期光纤光栅温度和应力传感特性研究[J];光子学报;1999年02期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭晓金,殷宗敏,宋宁;利用梯度曲率梁实现光纤光栅啁啾化[J];半导体光电;2004年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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10 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
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 曾传宝;S波段二维相控阵天线研究[D];电子科技大学;2011年
3 于洋;低频FBG振动传感系统研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 汪雨寒;非均匀光纤光栅传输特性快速分析及仿真[D];重庆大学;2011年
5 葛欣;同波长Bragg光栅的解调系统的研究[D];燕山大学;2012年
6 刘勇;用于光波分复用系统的摩尔光纤光栅的理论研究[D];江西师范大学;2002年
7 王燕;取样光栅及其在光纤通信中应用的理论研究[D];江西师范大学;2003年
8 周寒青;光纤光栅外腔半导体激光器运行不稳定性分析[D];西南师范大学;2004年
9 王静;光纤光栅传感研究[D];华侨大学;2004年
10 艾小平;光控相控阵雷达中的光传输与波控技术仿真研究[D];电子科技大学;2004年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭晓金,殷宗敏,宋宁;利用梯度曲率梁实现光纤光栅啁啾化[J];半导体光电;2004年06期
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9 余有龙,刘志国,关柏鸥,董孝义;利用悬臂梁将均匀周期光纤光栅变为啁啾光纤光栅[J];中国激光;1999年10期
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 牛永昌;饶云江;胡爱姿;陈爱军;高庆;马任飞;;长周期光纤光栅带宽分析[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 程洁琳;基于变迹光纤光栅的慢光孤子特性理论研究[D];北京邮电大学;2011年
7 姜旭;基于LabVIEW的电力测温软件系统的设计与实施[D];北京邮电大学;2010年
8 赵玲君;光纤光栅传感器交叉敏感问题的研究[D];江南大学;2011年
9 万贤杰;基于可调谐光源的光纤光栅温度监测系统在电网上的应用[D];中国科学技术大学;2011年
10 张丽莹;基于光纤光栅的加速度传感技术[D];黑龙江大学;2010年
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