拉制光纖上在線刻寫光柵的研究.pdf

1、布拉格光纖光柵（FBG）是20世紀70年代末出現(xiàn)的一種光子器件，它是將紫外激光通過掩模板照射在光纖上，利用光纖材料的光敏性，使光纖纖芯的折射率隨光強的空間分布發(fā)生相應變化的而形成的空間相位光柵。FBG的作用就是在纖芯內(nèi)形成一個窄帶的反射鏡，利用這一特性可制造出光纖光柵溫度、應變應力、位移及振動傳感器等。把一定數(shù)量的FBG串在一條光纖上做成準分布式網(wǎng)絡，通過波分復用技術可以實現(xiàn)對大型工程的在線監(jiān)測，但這種傳統(tǒng)的應用方法因光纖焊接點較多存在

2、接入損耗大和抗拉強度較低的缺點。相比之下，拉制出的一條長距離光纖并在上面在線刻寫一點數(shù)量超弱FBG的技術就具有接入損耗低、抗拉強度高和復用數(shù)量大的優(yōu)點，更適合在大型工程監(jiān)測中的應用。本文的主要工作如下：
　　總結(jié)了光纖材料的光敏、損耗和色散三大特性，從理論上介紹并分析了光纖的材料組成、幾何結(jié)構及彎曲等因素對光纖的光敏、損耗和色散的影響及其規(guī)律。
　　對拉絲過程中的光纖建立軸向運動光纖的力學模型，推導光纖橫向振動和縱向振動的耦

3、合微分方程組。探討軸向速度為零的特殊情況下光纖的橫向振動規(guī)律。研究了光纖縱向振動產(chǎn)生的光纖折射率擾動規(guī)律。
　　基于非線性應變下布拉格光纖光柵（FBG）的耦合模方程，用數(shù)值模擬方法探討了線性應變和二次應變對FBG光譜的影響，得到了波長漂移、半高寬及極值強度對應變梯度的依賴關系。此外，還探討了啁啾系數(shù)、周期差、光柵長度和調(diào)制系數(shù)對雙重啁啾FBG反射光譜、強度和半高全寬的影響。
　　為改進在線制備全同光柵陣列的波長一致性，提出一