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光纤光栅的传感、解调及复用技术
光纤光栅的传感、解调及复用技术
绪论
光纤光栅传感原理
光纤光栅解调技术
光纤光栅复用技术
光纤光栅传感原理
光纤
1、光纤是由外径125um的包层和直径9um的纤芯组成的
圆柱形细丝
2、纤芯由石英制成,光在纤芯内传输
3、250um涂敷层保护光纤并增强光纤的机械性能
涂覆层250um
包层125um
纤芯9um
光纤光栅传感原理
光纤光栅
1、在光纤上用紫外光刻写光栅,10mm的光纤光栅包含了
10000个在纤芯中规则分布的微小的反射镜面
2、温度/应变等物理量的变化与所导致的栅距变化呈线
性,光栅反射波长随栅距变化而线性变化;
HUST
分振幅写入原理
特点:突破了(最初方法)纵向驻波法对Bragg中心反射波长的限制
写入效率明显提高,操作简单,促进了光纤写入技术的研究,得到广泛
应用。
哈尔滨理工大学
HUST
光强分布
干涉条纹的强度分布为:
I (z ) 2A 2 [1+cos(2kz sin θ+ϕ )]
0
光纤光栅的Bragg反射波长
为
n λ
λ eff w
B
n sinθ
w
哈尔滨理工大学
逐点写入法(1) HUST
逐点写入法是利用聚焦光束沿光纤逐点曝光,使
光纤纤芯的折射率形成周期性分布而制成光纤光
栅的方法。关键在于光纤与写入光斑的相对位置
。
哈尔滨理工大学
逐点写入法(2 ) HUST
优点:对光源的相干性没有严格的要求;
光栅参数,如光栅长度、周期、和光谱响应等易
于调整。
缺点:曝光时间长,温度和光纤的应变都会引起
光栅间距的误差,光栅周期不能太小,适合写长
周期光栅。
哈尔滨理工大学
相位掩模写入法(1) HUST
1993年 K.O.Hill研究组和美国AT T Bell实验室
D.A.Anderson几乎同时提出掩模写入法,将光敏
光纤贴近相位掩模,利用相位掩模产生的近场衍
射所产生的干涉条纹在光纤中形成折射率的周期
性变化,从而形成光纤光栅。
目前相位掩模法已成为最广泛使用的光纤光栅写
入法。
一、相位掩模的近场衍射特性
相位掩模是采用电
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