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光纤光栅传感器是近年来发展最为迅速的新型光纤无源器件之一。除了具有传统的机电类传感器的优点外,它还具有灵敏度高、动态范围宽、不受电磁干扰、本质防暴、耐腐蚀、重量轻、体积小等系列优点,特别适用于强磁场、高辐射、腐蚀性等危险大的环境中。虽然同为光纤光栅,但长周期光纤光栅与布拉格光纤光栅的工作机理是不同的,二者工作原理的不同决定了它们各异的性能及应用。
本文的研究工作主要围绕长周期光纤光栅的工作机理及其传感特性展开论述。这些内容主要有:
1.较为详细地介绍了长周期光纤光栅的制作方法及其近年来在国内外的应用和发展。
2.详细分析了长周期光纤光栅的工作原理及其光谱特性,提出了一种模拟长周期光纤光栅透射谱的更加简便可行的方法,并将由该方法模拟出的透射谱与已有的实验进行了对比,证明了该方法的可行性。在这部分内容中我们还详细研究了各种光纤参数的变化对长周期光纤光栅透射谱的影响。
3.详细研究了长周期光纤光栅的折射率特性,温度特性和轴向应力特性。在理论上对应用长周期光纤光栅作液位传感器作了细致的分析。在对长周期光纤光栅的温度特性、应力特性进行认真分析的基础上, 本研究提出了一种将温度和应力结合在一起以提高长周期光纤光栅的温度灵敏度的方法并对该方法进行了详细的理论分析。