基于DBR光纤激光器的有源光纤传感技术研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tanmite123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着光纤光栅写制技术的不断成熟,基于光纤Bragg光栅(FBG:Fiber BraggGrating)的光纤无源传感技术得到了巨大的发展。但是随着对工程监测的要求越来越高,现有的光纤无源传感系统已难以满足要求。当今光纤传感技术的发展正朝着多参量化,多功能化,以及大规模网络化的方向发展。光纤激光器技术的发展使得光纤传感技术进入了有源传感的时代。光纤有源传感技术利用光纤激光器作为核心传感单元,与无源传感技术相比较,其传感信号的光功率更高,信噪比也更高,而且有源传感技术主要是对输出拍频进行解调,因此解调方法更为简单,灵敏度更高,成本也相对低廉。   本文在国家自然科学基金重点项目(No.60736039):集成化、高速率、多参数、大规模新型光纤传感网络关键技术及其应用研究;国家自然科学基金项目(No.10904075):基于倾斜光栅的多维微结构光纤光子器件机理及应用研究;国家自然科学基金项目(No.11004110):多维微结构光纤中声光效应机理及应用的研究;天津市科技支撑计划(No.11ZCKFGX01800):长距离分布式光纤通信线路安全预警技术与装备研究;中央高校基本科研业务费专项资金资助:基于微结构光纤光栅的新型光纤声光器件理论与应用研究的支持下完成的。主要内容包括:⑴对光纤无源和有源传感技术的工作原理以及研究现状进行了概括的描述,重点介绍了基于单纵模分布式布喇格反射(DBR:Distributed Bragg Reflector)光纤激光器的拍频解调有源传感技术。DBR光纤激光器不仅具有高信噪比、高输出功率等一系列优点,而且基于DBR光纤激光器的有源光纤传感技术主要利用输出拍频进行解调,因此解调方法更为简单,灵敏度更高,成本也相对低廉。⑵对单纵模DBR光纤激光器进行了理论设计和实验研究。利用基于光纤光栅的光纤激光器的基本理论,从理论上分析了F-P线形腔的输出特性,并探讨了对纵模间隔和纵模线宽的影响因素。在实验上制作了单纵模DBR光纤激光器,基本符合理论模拟结果。⑶设计了基于单纵模DBR光纤激光器的有源传感器,讨论了温度和应变对光纤双折射的影响,并对其传感原理进行了分析,成功研制了基于正交偏振拍频解调的有源温度和应变传感器,并基于上述原理对光纤的双折射度进行测量。利用双波长单纵模DBR光纤激光器,在实验上产生了光生毫米波信号,实验结果和理论推导相一致。⑷设计了基于多纵模DBR光纤激光器的有源传感器,讨论了应变、位移及温度等对光纤双折射的影响,并对其传感原理进行了分析,成功研制了基于纵模拍频解调的应变、位移和温度传感器,并基于上述原理对光纤的双折射度进行测量。
其他文献
随着大数据时代的到来,高速大容量是光通信发展的必然趋势。在目前已有通信维度资源(偏振/幅度/相位/频率/时隙)开发殆尽初现“新容量危机”的情况下,“新维度探索”是从根本上大
数字全息术是由计算机技术和传统光学全息结合的成像技术。由于其全新的全息图记录和再现方法,避免了传统光学全息对记录介质的化学处理过程,具有速度快、非接触测量和抗干扰能
目的:探索广州医科大学药学院“产-学-研”相结合的药学人才培养新模式.方法:通过建立科研-教学互动平台、确定学生专业规划和培养目标、增强学生创新创业意识和形成教学-科
学位
铁路运输是我国经济和社会发展的先行官,也是整个运输行业的脊柱。安全是铁路运输永恒的主题,同时也是铁路快速发展的先行条件。种类繁杂、数量众多的铁路信号设备组成了铁路信
随着社会经济的发展,人们对通信业务的需求体现出高层次和多样化的特点,这对通信网络的容量提出了严峻的挑战,而光通信技术的出现给通信领域带来了蓬勃发展的机遇,WDM技术正是在
无线-光纤宽带接入网络(WOBAN)是一种极具竞争力的面向“最后一英里”问题的解决方案。它融合了以以太网无源光网络(EPON)为代表的光纤接入网络具有的“宽带、高速”优点,以及以无
学位
随着地铁在解决城市交通拥堵问题中作用的逐渐增加,吸引了大量乘客选择这种高效便捷且准点率高的交通方式,以满足自身的交通需求。换乘站作为地铁网络中的重要节点,是帮助换
随着汽车数量的极速增加,交通问题日益突出,成为了影响人们日常生活、制约经济发展的一个关键性问题,如何通过科学的管理与控制,充分利用现有的交通资源提高道路利用率,成为亟待解