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光纤光栅的传感特性及其在传感技术中的应用

门志伟  
【摘要】:本文主要是对光纤布拉格光栅的耦合模理论和温度传感实验进行了研究。 在模式耦合方面,根据耦合模理论的理想近似,把光纤光栅区域的电场横向分量看作无微扰的很多理想模式的叠加,将光纤光栅的折射率的周期变化视为介电常数的微扰,在此使用极化电流概念下的模式耦合系数,对耦合模方程进行化简,进而求出反射率、布拉格反射波长的特征参数的表达式,理论计算与实验结果符合很好。 在温度传感方面,主要从光纤布拉格光栅的温度传感模式出发,对光纤布拉格光栅的温度传感特性进行了分析,推导出了光纤光栅的一阶与二阶温度灵敏度系数,并对实验数据进行了拟和,所得多项式和理论值吻合的很好,并对低温传感进行了实验,将在常温下得出的多项式进行了热光系数的修正,所得的结果同时符合常温与低温的传感特性,解决了低温与常温情况下的理论计算与实验的不一致性。


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