一、矩形折射率调制型长周期光纤光栅传输谱的理论分析及数值计算（论文文献综述）
席涛[1]（2020）在《孔助少模光纤特性及应用研究》文中指出光纤作为光的传导工具,由于其损耗低、质量轻,抗干扰能力强及成本低等特点,已经从传统的光通信扩展到工业的各个领域并且在一些高端产业起到不可代替的功能。目前,微结构光纤针对其自身性能衍生出一批高性能,多参量测量的光纤器件。目前基于空气孔辅助的光纤得到研究人员的广泛关注,空气孔辅助光纤制备的光纤传感器对高温,高压及二维弯曲等传感特性就有较高的灵敏度。本课题主要研究了空气孔辅助的少模光纤包层内空气孔的数量、位置对于光纤传输特性的影响,以及基于三孔光纤制备长周期光纤光栅的制备方法和对其应力、扭转、温度、弯曲、折射率等传感特性测量。针对孔助少模光纤的耦合机制和传感特性,我们从理论和实验方面对其做出一系列的探究工作:1.利用Matlab和Comsol等仿真软件,构造孔助少模光纤模型,研究其导光机制。同时对于孔助少模光纤包层内内空气孔数量和间距对其光束传输特性的影响进行分析,包括模场直径、电场分布、有效折射率等;2.搭建压力辅助二氧化碳激光写直法的光纤光栅制备平台,该装置可通过控制外源性气压泵来实现周期性形变光纤光栅的制备。3.利用压力源向孔助少模光纤内充气的同时激光器周期性放光加热熔融光纤,制备成膨胀性光纤,两端焊接普通单模光纤形成膨胀型长周期光纤光栅,并且对温度,扭转,弯曲,轴向应力等外界环境参量进行了实验验证。4.利用真空气压源对孔助少模光纤抽气,使光纤空气孔内处于负压状态,激光器周期性放光加热制备塌缩型光纤,光栅两端焊接普通单模光纤形成塌缩型长周期光纤光栅,并且对轴向应力,弯曲,温度、扭转和折射率等外界环境参量进行实验研究。本文主要对实验室自制的孔助少模光纤光栅进行理论分析,同时,基于三孔少模光纤制备了塌缩型长周期光纤光栅和膨胀型长周期光纤光栅,通过实验来验证了两种不同类型光栅对于环境参量的响应,验证了该类型的光栅可作为不同类型的传感器,广泛应用于光纤传感和光纤通信领域。
张哲[2]（2020）在《空芯光纤微腔干涉型高温高压传感技术研究》文中指出空芯纯石英光纤以其优良的耐高温特性和独特的空气孔微流通道结构在高温高压传感、气体及微流体传感领域具有重要的研究意义与应用价值。温度和压力作为反映工程结构健康状态的重要参量,其测量在工程领域至关重要。随着科技发展和工业技术的进步,高温和高压的测量在航空航天、石油化工、深海探测、冶金工业等领域愈加重要。光纤传感器以结构小巧、灵敏度和集成度高以及在线分布式测量等特点被广泛应用于温度、压力及其他物理、化学和生物量的传感。在众多光纤传感技术中,光纤微腔白光干涉测量术不仅不受光源功率波动的影响,还能进行参量的绝对测量,是研究热点之一。论文选题来源于国家自然科学基金“航空发动机高温材料/先进制造及故障诊断科学基础”重大研究计划项目:“面向航空发动机状态监测与故障诊断的高温动态光纤传感机理及关键技术研究”。系统研究了空芯光纤微腔干涉型高温高压传感技术,包括:空芯光纤微腔干涉仪的设计与制备、高温高压传感原理与信号解调技术、高温高压一体化传感和高温动态气压传感等方面的研究。本论文主要内容如下:1.系统地研究了空芯光纤微腔干涉仪的制备技术。攻克了空芯光子带隙光纤与普通单模光纤的低损耗熔接、不同类型空芯光纤的精密切割、空芯光纤单腔/复合微腔的制备、空芯光纤微腔马赫-增德干涉仪（MZI:Mach-Zehnder Interferometer）和封闭式、开放式微腔法布里-珀罗干涉仪（FPI:Fabry-Perot Interferometer）的制备以及飞秒激光制备空芯光纤侧边微流通道阵列等关键技术。探索和总结出了基于电弧放电热加工和飞秒激光微加工工艺的一整套空芯光纤加工和多种微腔（单腔/复合腔、封闭腔/开放腔）传感器的制备方法。2.研究了光纤微腔干涉型传感器的信号解调技术,包括白光干涉波长解调、相位解调和激光干涉动态解调三种不同方法。分析了波长解调精度、探测极限与白光干涉光谱的Q值、信噪比之间的关系。介绍了傅里叶相位法、傅里叶主频法、波数域傅里叶变换相位法、相移测量法和步进相移测量法等几种白光干涉相位解调方法,对比了各种相位解调方法的优缺点。初步研究了光纤微腔激光干涉动态解调方法。3.提出并实现了一种空芯光纤MZI高温传感器。实验研究了传感器的高温响应和褪火特性。为了消除空芯光纤微腔MZI制备过程中引入的应力,提出了空芯光纤微腔FPI探针式高温传感器,实验证明该传感器在1100℃的测温范围内无需高温褪火即具有极高的测量线性度（0.99）和重复性。4.提出并实现了一种基于开放型气体微腔FPI的高压传感技术。利用气体折射率与气压的线性关系,克服了封闭腔气压传感器稳定性差、线性度低、制备重复性差等缺点。在0-10 MPa气压测量范围内,实现了传感器的高波长灵敏度（4.17 nm/MPa）和高测量线性度（0.9999以上）。进一步通过使用低损耗空芯光子带隙光纤制备了超长开放型微腔FPI,结合相位解调实现了传感器相位灵敏度134.05μm/MPa,证明了相位灵敏度随腔长成正比提高的特性,为微弱压力和动态声压传感提供了一条新的途径。5.设计和制备了一种石英/空气复合微腔FPI高温高压一体化传感器,结合相位解调算法实现了高温高压同时测量。将不同内径的空芯光纤级联,形成了石英腔（封闭腔）和空气腔（开放腔）复合微腔,并利用石英材料的大热光系数和气压不敏感特性实现高温测量,利用气体折射率的压力敏感、温度不敏感特性实现高压测量。通过对复合微腔干涉光谱进行快速傅里叶变换和带通滤波,实现了两套微腔干涉信号的光谱分离,对分离后干涉光谱分别做相位解调,实现了高温（800℃）和高压（10 MPa）一体化测量。6.初步研究了激光干涉动态气压传感技术。进行了初步声压传感实验,证明了这种开放微腔用于动态声压传感的可行性。进一步提出了通过增大空气微腔开放程度实现高频声波传感的构想。本论文理论结合实验,按照“理论设计?器件制备?传感测试?信号解调?优化提升?应用拓展”的思路进行研究,集器件制备和传感解调为一体,对空芯光纤微腔干涉型高温、高压及高温高压一体传感技术进行了详细全面的研究。未来将进一步研究空芯光纤微腔干涉型传感器在高速动态气压传感、超高温气压传感、气体成分检测等领域的应用,并将积极探索空芯光纤微腔干涉型高温高压传感器在航空航天等领域的应用。
欧阳小威[3]（2018）在《偏芯长周期光纤光栅特性研究》文中研究说明偏芯光纤由于纤芯偏离中心轴线,其传感特性不同于传统的标准单模光纤。相比单模光纤,偏芯光纤纤芯更加靠近外界环境,因而具有更强泄露的倏逝波,对外界环境变化有更高的敏感度。长周期光纤光栅因其具有制作工艺简单、一体化插入损耗低、无后向散射等优点,被广泛应用于光纤通信和光纤传感领域。在偏芯光纤上写制长周期光栅,会获得兼具偏芯光纤特点和长周期光纤光栅优点的光纤器件,插入损耗小,后向散射弱,灵敏度高,方向传感性好,并且具有偏振特性等。然而传统长周期光纤光栅是写在标准单模光纤上,在偏芯光纤上写入长周期光纤光栅的研究较少。本文对偏芯长周期光纤光栅的理论计算、仿真分析和光栅制作进行系统性的研究。主要研究内容包括:（1）基于耦合模理论,分别用解析法和数值法对单模长周期光纤光栅的理论进行详细计算。同时,回避偏芯长周期光纤光栅复杂的解析计算,利用数值法研究其耦合模理论,建立耦合模方程并推导透射率的计算公式。（2）分别利用解析法和数值法对长周期光纤光栅对比仿真研究。其中,解析法利用Matlab编程求解,数值法利用基于有限元法的数值仿真软件COMSOL Multiphysics仿真计算。通过对比两种方法的仿真结果,验证数值法仿真计算长周期光纤光栅的正确性。（3）使用COMSOL Multiphysics对光纤结构建模仿真,确定光纤模式的有效折射率和模场分布,以及写制光栅中参与耦合的包层模。（4）对比实验参数,利用数值法对偏芯长周期光纤光栅透射谱进行仿真计算。并仿真分析偏芯光纤参数（偏芯度和光纤折射率差）和光栅参数（折射率调制深度、光栅周期和光栅长度）对偏芯长周期光纤光栅的影响。同时分析偏芯长周期光纤光栅的偏振特性。（5）通过CO2激光器写制偏芯长周期光纤光栅,实验研究光栅参数（光栅周期和光栅长度）对偏芯长周期光纤光栅的影响。（6）对比仿真结果,分析理论、仿真和实验的结论是否一致,完善对偏芯长周期光纤光栅全面系统的特性研究。
蒋秀丽[4]（2016）在《长周期光纤光栅化学传感器优化设计与实验》文中研究表明生物化学传感在基础研究、环境监测、制药等方面具有重要的意义。光纤传感技术已被广泛应用于化学与生物探测中。本论文以优化基于长周期光纤光栅（Long-period fiber grating,LPFG）的化学传感为目标,对镀膜LPFG化学传感及基于光子晶体光纤（Photonic crystal fiber,PCF）的LPFG折射率传感灵敏度进行了深入研究;自组装薄膜每层膜的厚度为几个纳米,可对薄膜厚度实现纳米级控制。在LPFG外自组装聚丙烯胺盐酸盐（Poly allylamine hydrochliride,PAH）/聚丙烯酸（Poly acrylic acid,PAA）薄膜,确定最佳薄膜厚度,实现了湿度、pH值和环境折射率的高灵敏传感。本文主要内容与成果如下:一、镀膜LPFG化学传感器的优化设计分析了镀膜LPFG的谐振波长对环境折射率与薄膜参数的灵敏度。确定了对不同环境折射率与薄膜折射率高灵敏传感所需的最佳薄膜参数。研究了镀吸收性薄膜LPFG的化学传感特性,得到损耗峰幅值与薄膜吸收及耦合强度的函数关系。指出镀膜前使光栅的耦合强度kL>π/2,即过耦合,可降低镀膜后由于薄膜层吸收造成的损耗峰变浅的影响。分析了芯模与高次包层模耦合的双峰谐振特征,给出了提高镀膜双峰谐振LPFG对薄膜参数与环境折射率灵敏度的方法,即选择最佳的薄膜厚度,使光纤包层模位于模式转换区附近,且使镀膜后光栅的双峰间距较小。通常镀膜后双峰间距会增加,提出先腐蚀光纤再镀膜的方案,解决了这一问题。并理论确定了最佳腐蚀半径。研究了镀膜相移LPFG对薄膜折射率的灵敏度。用特定波长处的透射率探测薄膜折射率的变化。分析表明每段光栅耦合强度为√2π/4时,π相移LPFG的两个损耗峰透射率为零,传感器有较高的灵敏度,在此条件下耦合常数越小,光栅长度越大,传感器的灵敏度越高。同时选择最佳薄膜参数,使包层模位于模式转换区,可提高灵敏度。二、镀膜LPFG化学传感实验研究采用层层自组装法在LPFG外镀PAH/PAA薄膜,观察到了随薄膜厚度增加产生的模式转换现象。在模式转换区附近,薄膜厚度增加1 nm,LPFG的谐振波长产生0.6 nm的移动。利用镀膜LPFG对1.33-1.45范围内的环境折射率进行了传感实验。发现镀25层薄膜的LPFG在高折射率区比较敏感,而镀45层薄膜的LPFG在低折射率区比较敏感,这是由于环境折射率越高达到模式转换所需的薄膜厚度越小。镀25层薄膜的LPFG,谐振波长对1.40-1.42范围内折射率的灵敏度为479 nm/RIU。镀45层薄膜的LPFG,谐振波长对1.35-1.37范围内折射率的灵敏度为950 nm/RIU。利用镀PAH/PAA的LPFG进行了湿度传感。发现薄膜层损耗随湿度的增加而减小,使损耗峰幅值随环境湿度增大而增加,灵敏度为0.08 dB/%RH。实现了基于强度调制的湿度检测。利用氢氟酸溶液腐蚀光纤,在腐蚀后的双峰谐振LPFG外自组装PAH/PAA薄膜,使镀膜后的光栅工作于模式转换区与相位匹配转折点附近。薄膜厚度增加1 nm,谐振波长可产生1.25 nm的移动。折射率传感实验表明,经优化的镀膜双峰LPFG对1.333-1.372范围内折射率的灵敏度高达3985 nm/RIU。该灵敏度在已报导的LPFG折射率灵敏度中处于领先水平。利用镀PAH/PAA薄膜的双峰LPFG实现了高灵敏的湿度传感。谐振波长对湿度的灵敏度达0.23 nm/%RH。将镀PAH/PAA薄膜的双峰LPFG置于不同pH值的酸性溶液中,双峰间距对pH的灵敏度为4.2 nm/pH。三、基于光子晶体光纤的LPFG折射率传感优化设计利用有限元方法分析了折射率引导型PCF的模式特征。分析了光纤半径对包层模式的影响,发现随着包层半径的增加,包层模式发生类似于镀膜光纤中的模式转换现象。对基于PCF的LPFG,选择恰当光纤半径,使包层模式处于模式转换区,光栅谐振波长对环境折射率的灵敏度可达到2660 nm/RIU。这一灵敏度远大于基于普通裸光纤的LPFG对环境折射率的灵敏度。几乎可以和LPFG谐振波长对PCF空气孔内折射率的灵敏度相比。采用完美匹配层边界条件,分析了PCF包层模的泄漏性质。扩大PCF的最外层空气孔,孔内物质的折射率变化会影响包层模式的泄漏特性,从而引起基于该PCF的LPFG传输谱中损耗峰幅度的变化。计算表明利用这种结构,可以通过探测光栅的透射功率达到折射率检测的目的,实现强度调制型折射率传感。
张尧[5]（2014）在《基于声光可调长周期光纤光栅研究》文中提出长周期光纤光栅作为一种重要的光无源器件,在光纤通信、光纤传感及光纤激光器等领域发挥着非常重要的作用。本文从耦合模理论出发,采用分段的传输矩阵法,对声光长周期光纤光栅进行详细的理论分析。根据简化后的三层光纤模型建立耦合模方程,分析耦合机理相关的参数,推导关键的有效折射率、耦合系数表达式。采用分段的传输矩阵法,将理论计算的模场公式推导为适宜计算机仿真的数学表达式,最后经过计算机仿真,研究相关参数对传输谱特性的影响。首先从理论出发确定参数,建立声光长周期光纤光栅仿真模型,讨论包层模式的选取,在1064nm波段起到主要作用的是纤芯LPol基模和包层LP17模式间的耦合。分析单段、多段光栅的传输谱。研究结果表明,级联的光栅有两种不同的传输谱特性,当级联间隔和光栅长度相当且没有过耦合的情况下,即光栅长度在厘米级别时,会出现双波长损耗的传输谱,通过分段折射率调制深度的控制,达到旁瓣抑制的效果。利用该性质达到可调长周期光纤光栅的旁瓣抑制。仿真分析得出双波损耗峰值的大小和连接段长度相关,谐振波长和声光光栅周期相关,在一定范围内呈线性变化。在仿真的基础上提出四段短间隔声光光栅的级联作为小间隔双波长滤波器的设计,分析了滤波器在保证旁瓣抑制的条件下,中心波长的调节以及峰值损耗率的稳定性控制。结合实验设计时主要的考虑因素,提出一种简单可行的装置结构。并以此基础设计了两种长周期可调光栅在光纤激光器中的应用。本文提供一种可动态调节光栅周期的简单方法,同时能保证传输谱中的旁瓣得到很好的抑制。设计出一种新型双波长声光可调滤波器,在激光器和光纤通讯中有很大的应用潜力。
白志勇[6]（2014）在《新结构型长周期光纤光栅制作及特性研究》文中提出光纤光栅可以在厘米、毫米、微米尺度上实现对光纤模式的调控,由于其质量轻、尺寸小、抗电磁干扰等优点,已经被广泛应用于光通信与光传感领域,并将在新一代信息技术中发挥重要的作用。其中,结构型长周期光纤光栅,以其强调制、热稳定性好、尺寸更为紧凑等特性,更加有利于光学器件集成及微型化,是光纤光栅发展趋势之一。本文提出了一类新的结构型长周期光纤光栅,并在实验上成功实现。将该类结构型长周期光纤光栅分别应用于弯曲、扭曲、应变、温度、折射率等机械或环境参量的测量,通过观察光栅透射谱的演化,研究了其传感特性,并在此基础上提出了弯曲不敏感高温传感器、方向性扭曲传感器、应变与温度同时测量传感器、高灵敏度位移传感器等。本文主要研究工作及相应研究成果有：1.首次将“错位”结构作为光栅调制引入长周期光纤光栅。由于错位结构带来的光纤几何结构的改变,使该错位型长周期光纤光栅具有较强的光栅调制,从而在较短的光纤尺寸下便能形成较强的损耗峰。在实验中,错位量为3.5gm时,仅需2个周期便能形成幅值大于20dB的损耗峰,该错位型长周期光纤光栅的长度仅为1.09mm。由于错位结构的非对称性,错位型长周期光纤光栅对非对称模式有较强的耦合作用,通过模场观察,在错位量为2.5μm时,光栅将纤芯基模LP01耦合到了LP14模式,这种非对称调制结构及模式耦合特性,可以实现方向性的传感测量。2.首次将“过熔”结构作为光栅调制引入长周期光纤光栅。过熔结构诱导的光纤半径增大,引起光纤模场失配,从而形成对光场的强调制。通过调节设计光纤熔接时的推进量,过熔的半径及熔锥区长度将发生改变,其对光场的调制能力也将不同。当光纤推进量为60μm时,仅需5个光栅周期,过熔型长周期光纤光栅便能形成超过30dB的损耗峰。由于推进量的不同,过熔型长周期光纤光栅能耦合不同阶数的模式,通过实验观察,在推进量为60μm和70μm时,光纤纤芯基模LP01分别被耦合到了LP15和LP14模式。该特性使过熔型长周期光纤光栅对光纤模式的调控更为灵活方便,在模式转换相关领域有潜在应用价值。3.利用错位型长周期光纤光栅的超短的尺寸与非对称的光栅结构,提出并实现了一种新型弯曲不敏感高温传感器。其弯曲敏感性与弯曲方向有关,在最敏感的弯曲方向上,敏感度为0：1877nm/m-1,该值比传统长周期光纤光栅弯曲灵敏度低一个数量级；在最不敏感的弯曲方向上,敏感度近似为0.0097nm/m-,错位诱导的不可逆转的光纤结构改变,可以在高温下生存,使错位型长周期光纤光栅可以用于高温环境的传感测量。通过选择合适的光纤定向,错位型长周期光纤光栅可以被用于弯曲不敏感的高温传感器。4.利用过熔型长周期光纤光栅谐振峰对应变及温度的准线性响应,提出了基于单个谐振峰中心波长及峰值测量的应变与温度双参量传感器。由于过熔结构引起光纤半径的变化,过熔型长周期光纤光栅在0-2.7mε应变范围内的灵敏度高达1.75nm/mε,是电弧放电法、CO2激光辐射法写制的长周期光纤光栅灵敏度的3-6倍,在应变传感测量上有潜在的应用价值。通过应变与温度的双参量测量,可以用解决应变与温度的交叉敏感问题,对过熔型长周期光纤光栅的推广应用有实际意义。5.利用过熔型长周期光纤光栅较宽光谱与超短尺寸,提出了一种精巧的高灵敏全光纤微位移传感器。过熔型长周期光纤光栅较短的尺寸可以保证器件具有紧凑的结构；较宽的光谱则有利于干涉条纹的形成。本文提出一种基于过熔型长周期光纤光栅和光纤探头结构的全光纤高灵敏度微位移传感器,测得的最高波长漂移灵敏度为934pm/μm,是长周期光纤光栅与空气腔结合结构的4倍；最高幅值变化灵敏度近似为-1.97dB/μm,是目前已有报道的最高值。该位移传感器可以应用于对高精度定位有要求的工业及科研领域。
周丽英[7]（2013）在《光子晶体光纤长周期光栅理论研究》文中研究说明光子晶体光纤是目前光电子研究领域的一个热点。基于光子晶体光纤刻写的光纤光栅具有了比传统单模光纤光栅更多优势，引起了该领域科研人员极大的兴趣。本文主要针对长周期光子晶体光纤光栅的传输谱特性进行理论研究，并得出一些有用的结论。首先，对光子晶体光纤和长周期光纤光栅的发展历程、结构特点及应用进行了较为详细的描述。借助于光子晶体光纤和光纤光栅的数值分析方法，给出了分析光子晶体光纤光栅的一般性方法。其次，结合有限元法和耦合模理论对柚子型光子晶体光纤长周期光栅传输谱特性进行了详细的理论分析。通过数值模拟方法实现了传输谱的理论仿真，探讨了柚子型光子晶体光纤长周期光栅的结构参数对传输谱的影响情况。但由于它包层结构不具一般性，所以接下来又探讨了正六边型光子晶体光纤长周期光栅传输谱特性与各参数之间的关系，并得出相关结论。再次，利用一种改进的耦合模理论——局域耦合模理论，对结构性改变的光子晶体光纤长周期光栅的成栅机理和传输特性进行了理论分析。研究了结构性改变光子晶体光纤在塌缩区域内的模式特性及模式耦合特性，实现了透射谱的理论仿真，并探讨了谐振峰随结构参数的变化规律。最后，理论设计了空芯光子带隙光纤结构参数。通过有限元法和局域耦合模理论模拟仿真了空芯光子带隙光纤光栅的传输谱，并进一步地探讨了传输谱特性随着结构参数的变化情况，并得出相关结论。
张玲[8]（2012）在《飞秒写制长周期光纤光栅的光谱特征及传感应用》文中研究说明长周期光纤光栅（LPFG）作为一种重要的新型光纤光栅滤波器件,凭借其独特优势,如插入损耗小、阻带宽、后向反射低、传感灵敏度高,抗腐蚀、体积小等,在光纤通讯、光纤传感等领域得到了广泛应用和发展。不同的光栅制作方法影响着光栅的性能,从而制约着其应用。如传统紫外曝光法利用光纤的光敏性诱导折变,刻写的LPFG温度稳定性低；CO2激光脉冲诱导光纤折变的机理主要是热效应引起的残余应力释放,刻写的LPFG具有较大的插入损耗,在刻写超长周期光纤光栅时容易导致光纤变形。近年来,飞秒激光技术成为光纤光栅制作方法上的重大突破。飞秒激光诱导折变为多光子吸收过程,不但对刻写光纤的光敏性没有要求,而且刻写的光栅具有高的温度稳定性、窄的线宽和大的折射率调制等特性,在高温传感和光纤激光器等方面具有潜在的应用价值。与传统紫外曝光法等相比,飞秒激光技术在制备光纤光栅等光纤传感器方面具有突出的技术优势和应用价值。其中,飞秒激光逐点法因其简单灵活性已成为制备LPFG的主要研究方法。本文在深入研究飞秒激光脉冲制备新型光纤传感器技术的基础上,对飞秒激光脉冲逐点法写制LPFG技术、及用该方法写制的LPFG的光谱特征和传感特性进行了研究,具体工作内容包括以下几个方面：1.介绍了本课题的研究背景和意义；介绍了飞秒激光微加工技术；阐述了飞秒激光制备光纤光栅的方法；总结了飞秒激光逐点法刻写长周期光纤光栅的国内外研究现状和水平；总结了利用飞秒激光直写技术制备新型光纤干涉传感器的研究现状；归纳了飞秒激光制作的光纤传感器的传感特性。2.讨论了飞秒激光与透明固体电介质相互作用的机理,包括光致电离、雪崩电离、等离子体形成和自聚焦效应。总结了解释飞秒激光诱导介质折射率发生改变的现有机理模型,包括热模型、色心模型、结构改变模型和微爆模型。3.建立了光纤光栅的非均匀折射率调制和温度分布模型,理论仿真了不同曝光时间下的光谱变化,并实验研究了低脉冲能量下飞秒激光对光纤光栅的作用,与理论分析吻合良好。实验采用聚焦的红外飞秒激光对传统紫外曝光法刻写的Type Ⅰ型光纤布拉格光栅（FBG）分别进行了单点和扫描式曝光,研究发现,激光单点照射栅区任意位置时,照射过程中的光谱有较大红移,且光谱结构不再是单透射峰而是不规则的多透射峰；然而照射结束后的布拉格波长蓝移且光栅透射率增加,随着曝光时间的增加该变化逐渐趋于饱和。虽然激光脉冲能量低,但是聚焦光斑的高斯能量分布导致被照射光栅的曝光区处在一个非均匀温度场中。把聚焦的激光脉冲看作一系列热源,分析了热源扩散过程对光栅折射率的影响,给出了激光脉冲单点照射光栅过程中的非均匀温度分布模型及照射结束后折射率的调制轮廓模型,理论仿真了不同曝光时间后和曝光过程中的光谱变化,与实验结果非常吻合。研究结果表明在低能量情况下,焦点的热场是引起光栅折射率改变的主要因素。4.设计了基于水平、垂直双CCD对准的飞秒激光长周期光纤光栅逐点写制系统,提高了激光与光纤对准的准确度和效率,在未作增敏处理的单模光纤内刻写了后向反射损耗低、强度大、线宽窄且光谱平滑的长周期光纤光栅。详细说明了该刻写系统的设计原理和光刻过程。介绍了刻写系统搭建和元器件选择上的一些要点和难点问题。实验研究了光栅刻写过程中的光栅周期、光栅长度、激光脉冲能量等刻写参数对光栅形成和光谱的影响。5.在对飞秒激光诱导光纤折变轮廓综合分析的基础上,理论研究了长周期光纤光栅光谱中的低幅值谐振峰现象,并给出了飞秒激光写制LPFG的光谱分析方法。首先从三层光纤模型出发,以耦合模方程为基础,对余弦折射率调制LPFG的光谱特性进行了理论分析,数值仿真分析了光栅长度（即光栅周期数）、折射率调制深度对光栅光谱的影响。其次针对飞秒激光诱导折射率改变的横截面轮廓和轴向矩形分布,分横向折变在纤芯均匀、横向折变非均匀、横向折变轮廓中心偏离光纤中心三种情况,对飞秒激光脉冲逐点法刻写的LPFG的光谱特征及分析方法,进行了总结分析。6.对飞秒写制LPFG的温度和折射率传感特性及应用进行了实验研究。在对LPFG的波长和损耗峰幅度的温度灵敏度进行理论分析之后,对飞秒激光写制LPFG的温度特性进行了实验研究。分别对未发生过耦合光栅和过耦合光栅的光谱随温度的变化进行了分析；与高频CO2激光脉冲和传统紫外曝光法制作的LPFG的温度特性进行了对比；并对飞秒写制LPFG的高温传感特性进行了实验研究。理论分析了LPFG的折射率灵敏度影响因素,搭建实验装置,对飞秒激光刻写的LPFG进行了氯化钠和蔗糖浓度测量,实验结果表明飞秒写制LPFG用于溶液浓度的传感测量是可行的,且响应快。最后给出了提高其折射率灵敏度的三种方法。最后对全文进行了总结,并对下一步的研究工作进行了展望。
宋韵[9]（2009）在《两种新型长周期光纤光栅应用基础研究》文中研究说明近几年来,笔者所在实验室针对高频CO2激光单侧写入的普通长周期光纤光栅（LPFG）,以及一些特殊波导结构的光栅,如超长周期光纤光栅（ULPFG）、边缘折变型长周期光纤光栅（E-LPFG）等的制作方法、光学特性和实际应用进行了较为全面的研究,取得的成果得到了国内外专家的初步认可。本课题受到国家自然科学基金重点项目“新一代微纳光纤传感器基础研究”等项目基金资助,在实验室之前的研究基础上对旋转折变型长周期光纤光栅进行了进一步研究,并设计制作了一种新型波导结构的光栅,对其部分光学特性进行了实验研究和理论分析,取得了一些创新性研究成果。此外,对以上两种光栅在光纤传感方面的应用进行了初步的实验研究,取得了一定的进展。主要工作和成果如下:1、对旋转折变型长周期光纤光栅（R-LPFG）进行了进一步的研究,并在模场分裂理论的基础上首次提出并利用拍频光栅理论对R-LPFG的传输特性和部分环境响应特性进行了分析:（1）当光栅的扭曲周期较小时,谐振峰会发生分裂现象,并且扭曲周期越小,两分裂谐振峰的间隔距离越大;（2）实验研究了R-LPFG的温度、应变以及扭曲特性,发现这种光纤光栅具有一些独特的光学特性。2、设计制作了一种边缘缺槽型超长周期光纤光栅（G-ULPFG）,并对其制作方法、结构特点及部分环境响应特性进行了实验研究:（1）通过精确控制高频CO2激光在光纤包层边缘区域的曝光位置和能量,可以在光纤边缘刻出不同深度的周期性缺槽以形成光栅;（2）通过对G-ULPFG的温度、应变及环境折射率特性研究发现,与普通ULPFG相类似,G-ULPFG具有多个谐振峰,并且每个谐振峰对环境参量如温度、应变、折射率等的灵敏度不一样,此外,由于边缘缺槽结构的引入,使得G-ULPFG的环境响应灵敏度,尤其是应变和折射率灵敏度要比普通ULPFG高出很多。3、对以上两种新型光栅的应用潜力进行了初步研究:（1）基于R-LPFG和G-ULPFG的一些独特的环境响应特性设计一些实现多参数测量的光纤传感器件;（2）基于G-ULPFG高灵敏度的环境折射率响应特性设计制作一种高灵敏度的湿度传感器,其原理是:在光栅表面涂覆一层高吸水性材料,材料吸收外界的水份后自身的折射率发生变化,导致光栅谐振峰发生改变,从而实现对环境湿度的测量。
朱涛[10]（2008）在《特种长周期光纤光栅基础研究》文中研究指明20002003年,笔者所在实验室针对高频CO2激光单侧写入长周期光纤光栅（LPFG）的光学特性和相应器件进行了初步研究,取得的成果得到了国内外专家的初步认可。本文在此基础上进行更深一步的拓展研究,其基本思想是在初步完善非对称折变型LPFG模式耦合理论分析方法和高频CO2激光写入LPFG的成栅机理分析和测量基础上,按照提高环境响应灵敏度、克服传感参量交叉敏感和实现多参数测量的总体思想,比较系统的研究特种LPFG的光栅结构、折变模型、写入方法、传输特性、环境响应特性,以及潜在应用等。论文主要内容如下:①论文按照横截面折变非对称分布的相对大小将光栅横截面分割成多层圆波导,并将各圆环层按周向折射率大小不同进行离散分块,再基于多层圆波导理论和数值计算方法来近似计算光栅各个模式的模场,最后利用模式耦合方程和修正的布拉格条件来讨论这种非对称折变型LPFG的模式耦合特征。非对称LPFG模式耦合数值分析方法的完善为特种LPFG的探索提供了理论基础。②论文研究认为残余应力释放、快速固化、光纤致密化和熔融变形是高频CO2激光写入法能成栅的主要原因,但采用不同写入方法和不同的激光写入能量在不同的光纤类型上制作光栅时其重要性不同。论文测试了激光在光纤上不同作用位置和不同辐射能量所引起的光纤纤芯或包层的折射率平均变化量。这些研究为实现特种LPFG结构的写入提供了实验制作的基础。③在国际上首次提出并利用高频CO2激光写出了边缘折变型LPFG,并比较系统的研究了这类光栅的模式耦合特征和传输特性,最后对这类光栅的部分环境响应特性进行了实验研究,结果表明:（1）.由于边缘折变型LPFG折变主要发生在包层,因此环境参量的变化很容易改变包层模场的分布,从而提高了谐振峰对环境参量的响应灵敏度。比如环境折射率响应灵敏度相比普通LPFG提高了约4倍、通过形成周期缺槽型LPFG可将应变灵敏度提高到? 100 pm /με（在0 100με的应变范围内）; （2）.边缘折变型光纤光栅具有非常强的方向耦合性,可基于此设计旋转型光开关等光通信器件; （3）.边缘折变型LPFG具有较高的偏振相关损耗（PDL）,可通过多边写入的方法降低PDL,最小可达0.22dB。④在国际上首次提出并利用高频CO2激光制作出了旋转非对称折变型LPFG （R-LPFG）,并比较系统的研究了这类光栅的模式耦合特征和传输特性,最后对这类光栅的部分环境响应特性进行了实验研究,结果表明:（1）.当光栅旋转度逐渐变大时,R-LPFG单一的谐振峰会逐渐分裂成两个,这是与以往所有光栅类型所不同的透射谱特征; （2）.从R-LPFG单个谐振峰分裂出来的两个分裂峰的温度灵敏度几乎相同; （3）. R-LPFG两分裂峰具有极性相反的应变灵敏度,特别的,缺槽型R-LPFG两分裂峰的应变灵敏度绝对值可达～50 pm /με（在0 600με的范围内）;（4）.出现分裂峰的R-LPFG,同向扭曲时,两分裂峰逐渐靠拢,最后合成一个峰;反向扭曲时,两分裂峰逐渐分离。（5）.可利用R-LPFG两分裂峰的间距实现无温度补偿的应变、扭曲等物理量的测量。⑤在国际上首次提出非对称折变型超长周期光纤光栅（ULPFG）的结构,并提出利用空间频率的思想来讨论这类光栅的模式耦合特征和传输特性。文中还将边缘折变和旋转折变思想应用于ULPFG中从而形成了边缘折变非对称型ULPFG （E-ULPFG）和旋转折变非对称型ULPFG（R-ULPFG）。在利用高频CO2激光写出这些光栅结构后实验研究了它们的部分环境响应特性,结果表明:（1）. ULPFG具有比LPFG更多的谐振峰。（2）.由于ULPFG各谐振峰的环境响应特性与实际发生耦合的子光栅级次和包层模阶次密切相关,因此ULPFG每个谐振峰对环境参量如折射率、扭曲等的灵敏度都不一样。（3）. E-ULPFG可以进一步加强ULPFG的光学特性,比如边缘缺槽型ULPFG可以实现应变和折射率的高灵敏度测量等;（4）.可以利用R-ULPFG各组分裂峰的间距实现无温度补偿的应变、扭曲等物理量的多参数测量等。⑥论文基于特种LPFG实验研究了部分适用于光纤通信或传感领域的新器件:（1）.具有方向相关性的光栅型耦合器; （2）.利用R-LPFG实现了EDFA的动态增益均衡器;（3）.利用ULPFG实现了温度和折射率的同时测量;（4）.利用R-LPFG实现了无温度补偿的应变、扭曲等物理量的测量;（5）.利用ULPFG等特种光纤光栅实现了温度、应变、扭曲三参数的同时测量; （6）.论文提出利用缺槽型E-LPFG和R-LPFG设计可调谐带阻滤波器;（7）.利用具有特殊透射谱的LPFG和微加工制作高性能带通滤波器等。论文的主要创新点为:①.独立探索了三大类特种LPFG结构,从而丰富了LPFG的结构体系;②.比较系统的研究了三类特种LPFG的耦合特征、传输特性、环境响应特性等,为光纤传感和通信领域提供了若干可供选择的全光纤型器件;③.基于特种LPFG设计了几种光纤传感和通信用基础器件。通过本论文的研究,笔者已将部分科研成果发表在《Optics Letters》、《IEEE Photonics Technology Letters》、《Applied Optics》、《Optics Communications》、《Electronics Letters》、《Chinese Physics Letters》、《物理学报》等国际、国内着名期刊上,到目前为止以第一作者（或导师第一,学生第二）发表SCI论文13篇,申请发明专利5项,授权1项。
二、矩形折射率调制型长周期光纤光栅传输谱的理论分析及数值计算（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、矩形折射率调制型长周期光纤光栅传输谱的理论分析及数值计算（论文提纲范文）
（1）孔助少模光纤特性及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 少模光纤发展与应用 |
| §1.3 孔助光纤及应用国内外研究现状 |
| §1.4 本课题的研究意义 |
| 第二章 孔助少模光纤的制备方法及理论模型 |
| §2.1 常见的光纤制备流程 |
| §2.2 孔助少模光纤制备 |
| §2.3 空气孔数量对光纤传输的影响 |
| §2.3.1 周期性折射率调制机理 |
| §2.3.2 周期性模场调制机理 |
| 第三章 长周期光纤光栅理论研究 |
| §3.1 长周期光纤光栅匹配条件 |
| 第四章 基于三孔少模光纤制备的塌缩型长周期光纤光栅 |
| §4.1 塌缩型长周期光纤光栅的制备 |
| §4.1.1 实验方案 |
| §4.1.2 确定实验参数 |
| §4.1.3 三孔少模光纤的结构 |
| §4.1.4 塌缩型长周期光纤光栅的制备 |
| §4.2 塌缩型长周期光纤光栅传感特性实验和分析 |
| §4.2.1 塌缩型长周期光纤光栅的温度传感特性研究 |
| §4.2.2 塌缩型长周期光纤光栅的应变传感特性研究 |
| §4.2.3 塌缩型长周期光纤光栅的折射率传感特性研究 |
| §4.2.4 塌缩型光纤光栅的扭转传感特性研究 |
| §4.2.5 塌缩型长周期光纤光栅的弯曲传感特性研究 |
| 第五章 基于三孔少模光纤制备的膨胀型长周期光纤光栅 |
| §5.1 膨胀型长周期光纤光栅的制备 |
| §5.2 膨胀型长周期光纤光栅的传感特性实验和分析 |
| §5.2.1 膨胀型长周期光纤光栅的应变传感特性研究 |
| §5.2.2 膨胀型长周期光纤光栅的扭转传感特性研究 |
| §5.2.3 膨胀型长周期光纤光栅的曲率传感特性研究 |
| §5.2.4 膨胀型长周期光纤光栅的温度传感特性研究 |
| 第六章:总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（2）空芯光纤微腔干涉型高温高压传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 高温高压传感的应用需求 |
| 1.2 常用的高温高压传感技术 |
| 1.2.1 高温传感技术 |
| 1.2.2 高压传感技术 |
| 1.3 光纤高温高压传感技术研究现状 |
| 1.3.1 光纤高温传感研究现状 |
| 1.3.2 光纤高压传感研究现状 |
| 1.4 空芯光纤在高温高压传感领域的优势 |
| 1.4.1 空芯光纤的发展历程 |
| 1.4.2 空芯光纤在高温高压传感中的优势 |
| 1.5 本论文主要研究内容 |
| 第2章 光纤微腔干涉原理与信号解调技术 |
| 2.1 光纤白光干涉仪结构与原理 |
| 2.1.1 光纤法布里-珀罗干涉仪(FPI) |
| 2.1.2 光纤马赫-增德尔干涉仪(MZI) |
| 2.2 光纤白光干涉波长解调方法 |
| 2.2.1 波长解调基本原理 |
| 2.2.2 探测极限、灵敏度、信噪比和Q因子分析 |
| 2.3 光纤白光干涉相位解调方法 |
| 2.3.1 信号的产生与获取 |
| 2.3.2 相位解调基本原理 |
| 2.3.3 傅里叶变换相位法 |
| 2.3.4 傅里叶变换主频法 |
| 2.3.5 波数域傅里叶变换相位法 |
| 2.3.6 相移测量法 |
| 2.3.7 步进相移测量法 |
| 2.4 光纤激光干涉动态信号解调方法 |
| 2.4.1 光纤激光干涉传感原理 |
| 2.4.2 光纤激光干涉解调方法 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 空芯光纤微腔干涉仪制备技术 |
| 3.1 空芯光纤结构和导光机理 |
| 3.1.1 空芯光子带隙光纤 |
| 3.1.2 反谐振型空芯光纤 |
| 3.2 空芯光纤电弧放电热熔接技术 |
| 3.2.1 空芯光子带隙光纤与单模光纤的低损耗熔接 |
| 3.2.2 反谐振空芯光纤与单模光纤的低损耗熔接 |
| 3.3 空芯光纤微腔干涉仪制备技术 |
| 3.3.1 空芯光纤微腔MZI的制备 |
| 3.3.2 空芯光纤微腔FPI的制备 |
| 3.3.3 空芯光纤复合微腔FPI的制备 |
| 3.3.4 光纤端面薄膜微腔FPI的制备 |
| 3.4 空芯光纤侧边微通道阵列制备技术 |
| 3.4.1 飞秒激光微加工技术 |
| 3.4.2 空芯光子带隙光纤侧边微通道阵列的制备 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 空芯光纤微腔干涉型高温传感技术 |
| 4.1 高温传感原理与优势 |
| 4.1.1 传感结构与原理 |
| 4.1.2 石英材料的热光效应与热膨胀效应 |
| 4.1.3 纯石英材料的高温特性 |
| 4.1.4 光学游标效应增敏技术 |
| 4.2 空芯光纤微腔MZI高温传感器 |
| 4.2.1 空芯光纤微腔MZI结构设计 |
| 4.2.2 传感器结构与参数优化 |
| 4.2.3 高温响应测试 |
| 4.2.4 高温特性分析 |
| 4.3 探针式微腔FPI高温传感器 |
| 4.3.1 探针式FPI制备 |
| 4.3.2 结构优化 |
| 4.3.3 高温响应测试 |
| 4.3.4 高温特性分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 空芯光纤微腔干涉型高压传感技术 |
| 5.1 气体折射率调制型气压传感机理与优势 |
| 5.2 空芯光纤微腔FPI高压传感技术 |
| 5.2.1 空芯光纤微腔FPI的结构设计 |
| 5.2.2 空芯光纤微腔FPI的制备 |
| 5.2.3 传感器结构与参数优化 |
| 5.2.4 气压传感响应测试与耐高温特性测试 |
| 5.3 相位解调型超长微腔FPI高灵敏度气压传感技术 |
| 5.3.1 相位解调原理 |
| 5.3.2 空芯光纤超长微腔FPI的设计与器件制备 |
| 5.3.3 压力响应测试 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 空芯光纤复合微腔高温高压一体化传感技术 |
| 6.1 空芯光纤复合微腔高温高压一体化传感原理 |
| 6.2 光纤复合微腔干涉仪传感器的制备与光谱表征 |
| 6.2.1 空芯光纤复合微腔干涉仪的制备 |
| 6.2.2 频谱分析与信噪比优化 |
| 6.2.3 复合微腔干涉光谱的分离与提取 |
| 6.3 高温高压传感测试与解调 |
| 6.3.1 高温高压一体化测试系统的搭建 |
| 6.3.2 高温高压测试与解调 |
| 6.3.3 高温高压一体化测试与解调 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 空芯光纤开放微腔动态压力传感技术 |
| 7.1 光纤白光干涉动态测量方法 |
| 7.2 激光干涉动态测量技术 |
| 7.3 动态压力响应测试 |
| 7.3.1 传感器件制备 |
| 7.3.2 气压响应速度测试与评估 |
| 7.3.3 声压响应测试 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 论文总结 |
| 8.2 论文创新 |
| 8.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 指导老师对研究生学位论文的学术评语 |
| 答辩决议委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 附件 |
（3）偏芯长周期光纤光栅特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景与意义 |
| 1.3 LPFG国内外研究现状 |
| 1.3.1 LPFG的理论研究现状 |
| 1.3.2 LPFG的应用研究现状 |
| 1.3.3 特种光纤LPFG的研究现状 |
| 1.4 本文研究主要内容 |
| 第2章 长周期光纤光栅的理论计算 |
| 2.1 SMF-LPFG理论计算 |
| 2.1.1 纤芯基模本征方程和模场分布 |
| 2.1.2 包层模本征方程和模场分布 |
| 2.1.3 纤芯-包层模耦合系数的计算 |
| 2.1.4 SMF-LPFG耦合模方程及传输谱的计算 |
| 2.2 ECF-LPFG理论计算 |
| 2.2.1 偏芯基模有效折射率和模场分布 |
| 2.2.2 偏芯-包层模耦合系数的计算 |
| 2.2.3 ECF-LPFG耦合模方程和传输谱的计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 数值法和解析法对比分析 |
| 3.1 基于数值法的LPFG透射谱分析 |
| 3.1.1 COMSOL Multiphysics的建模方法 |
| 3.1.2 数值法计算LPFG透射谱 |
| 3.2 基于解析法的LPFG透射谱分析 |
| 3.2.1 有效折射率计算 |
| 3.2.2 纤芯-包层模耦合系数求解 |
| 3.2.3 SMF-LPFG透射谱仿真分析 |
| 3.3 不同算法计算透射谱的比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 偏芯长周期光纤光栅的系统仿真分析 |
| 4.1 数值法仿真分析ECF-LPFG |
| 4.1.1 ECF有效折射率计算 |
| 4.1.2 ECF-LPFG耦合系数求解 |
| 4.1.3 ECF-LPFG透射谱仿真分析 |
| 4.2 光纤参数对ECF-LPFG影响的仿真分析 |
| 4.2.1 光纤偏芯度对ECF-LPFG影响的仿真分析 |
| 4.2.2 光纤折射率差对ECF-LPFG影响的仿真分析 |
| 4.3 光栅参数对ECF-LPFG影响的仿真分析 |
| 4.3.1 调制深度对ECF-LPFG影响的仿真分析 |
| 4.3.2 光栅周期对ECF-LPFG影响的仿真分析 |
| 4.3.3 光栅长度对ECF-LPFG影响的仿真分析 |
| 4.4 ECF-LPFG的偏振特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 偏芯长周期光纤光栅的制作 |
| 5.1 ECF-LPFG的写制方法 |
| 5.1.1 写入ECF-LPFG的实验原理和装置 |
| 5.1.2 写入ECF-LPFG的软件参数设置 |
| 5.1.3 ECF-LPFG的实验制作步骤 |
| 5.2 光栅参数对ECF-LPFG影响的实验分析 |
| 5.2.1 光栅周期对ECF-LPFG影响的实验分析 |
| 5.2.2 光栅长度对ECF-LPFG影响的实验分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 |
（4）长周期光纤光栅化学传感器优化设计与实验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤化学传感的基本方式 |
| 1.2.1 外在传感方式 |
| 1.2.2 内在传感方式 |
| 1.2.3 普通光纤与光子晶体光纤倏逝波化学传感 |
| 1.3 常用生物化学敏感材料及成膜方法 |
| 1.3.1 常用生化敏感材料 |
| 1.3.2 LB膜成膜方法 |
| 1.3.3 自组装成膜方法 |
| 1.3.4 溶胶-凝胶薄膜制备方法 |
| 1.4 长周期光纤光栅的制作及其传输谱 |
| 1.4.1 光纤光栅制作方法 |
| 1.4.2 LPFG的传输谱特征 |
| 1.5 镀膜长周期光纤光栅化学传感 |
| 1.5.1 镀膜LPFG的折射率传感 |
| 1.5.2 镀膜LPFG的气体传感 |
| 1.5.3 镀膜LPFG的湿度传感 |
| 1.5.4 镀膜LPFG的pH值传感 |
| 1.5.5 镀膜LPFG的生物传感 |
| 1.6 论文选题意义与创新点 |
| 1.6.1 论文选题背景与意义 |
| 1.6.2 论文的创新点 |
| 第二章 镀膜长周期光纤光栅的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 镀膜光纤包层模式的特征方程 |
| 2.3 包层模式的模场分布 |
| 2.4 LPFG的耦合模理论 |
| 2.5 结论 |
| 第三章 镀膜长周期光纤光栅化学传感优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 镀膜LPFG化学传感的优化设计 |
| 3.2.1 包层模的模式转换 |
| 3.2.2 镀膜LPFG对环境折射率与薄膜折射率灵敏度的优化 |
| 3.3 镀吸收性薄膜LPFG的传感特性 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 镀膜双峰谐振长周期光纤光栅化学传感优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 LPFG芯模与高次包层模的耦合特征 |
| 4.3 镀膜双峰谐振LPFG折射率传感优化 |
| 4.3.1 包层模式位于模式转换区的膜层厚度 |
| 4.3.2 膜层厚度与双峰间距对光栅环境折射率灵敏度的影响 |
| 4.3.3 优化光纤半径使镀膜后光栅处于相位匹配转折点附近 |
| 4.4 镀膜双峰谐振LPFG气体传感优化 |
| 4.4.1 气体环境下包层模位于模式转换区的薄膜参数 |
| 4.4.2 强度调制型镀膜双峰LPFG气体传感的设计 |
| 4.4.3 波长调制型镀膜双峰LPFG气体传感的设计 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 镀膜相移长周期光纤光栅化学传感优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 相移LPFG的传输谱 |
| 5.3 光栅参数对镀膜 π 相移LPFG气体传感灵敏度的影响 |
| 5.4 薄膜参数对镀膜 π 相移LPFG气体传感灵敏度的影响 |
| 5.5 结论 |
| 第六章 镀膜长周期光纤光栅化学传感实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验仪器与器材 |
| 6.2.1 光栅刻制系统 |
| 6.2.2 光谱探测系统 |
| 6.2.3 PAH/PAA薄膜制备系统 |
| 6.2.4 不同折射率溶液与不同pH溶液的配置 |
| 6.3 镀膜长周期光纤光栅化学传感 |
| 6.3.1 镀膜LPFG传输谱随薄膜厚度的变化 |
| 6.3.2 镀膜LPFG折射率传感 |
| 6.3.3 镀膜LPFG湿度传感 |
| 6.4 镀膜双峰谐振长周期光纤光栅化学传感实验 |
| 6.4.1 镀膜过程双峰谐振LPFG传输谱的变化 |
| 6.4.2 镀膜双峰谐振LPFG的折射率传感 |
| 6.4.3 镀膜双峰谐振LPFG的湿度传感 |
| 6.4.4 镀膜双峰谐振LPFG的pH值传感 |
| 6.5 结论 |
| 第七章 长周期光子晶体光纤光栅折射率传感优化 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 光子晶体光纤的模式特征 |
| 7.2.1 有限元方法简介 |
| 7.2.2 光子晶体光纤模式分类 |
| 7.2.3 包层模式向芯模的转换 |
| 7.3 长周期光子晶体光纤光栅折射率传感优化 |
| 7.3.1 包层模向外硅层模的转换 |
| 7.3.2 长周期光子晶体光纤光栅折射率灵敏度的优化 |
| 7.4 强度调制型长周期光子晶体光纤光栅折射率传感 |
| 7.5 结论 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文和承担科研项目 |
| 致谢 |
| 附：个人简历 |
（5）基于声光可调长周期光纤光栅研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤光栅的发展 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 理论研究现状 |
| 1.2.2 长周期光纤光栅的制作 |
| 1.3 长周期光纤光栅的应用 |
| 1.3.1 光纤通信中的应用 |
| 1.3.2 光纤传感中的应用 |
| 1.3.3 声光可调谐滤波器的应用 |
| 1.4 本文主要内容及创新点 |
| 1.4.1 主要内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 第二章 长周期光纤光栅理论研究 |
| 2.1 耦合模理论 |
| 2.1.1 两层光纤模型 |
| 2.1.2 三层光纤模型 |
| 2.1.3 纤芯和包层有效折射率 |
| 2.1.4 长周期光纤光栅耦合系数 |
| 2.1.5 长周期光纤光栅耦合方程 |
| 2.2 传输矩阵 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 长周期光纤光栅数值模拟与仿真 |
| 3.1 数值模型的建立：数据选取 |
| 3.2 单光栅传输谱 |
| 3.2.1 谐振波长 |
| 3.2.2 峰值损耗和带宽 |
| 3.3 级联光栅传输谱 |
| 3.3.1 两个长周期光纤光栅的级联 |
| 3.3.2 多个长周期光纤光栅的级联 |
| 3.4 传输谱的旁瓣抑制 |
| 3.4.1 折射率切趾的旁瓣抑制 |
| 3.4.2 短间隔级联光栅的分段切趾 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 双波长滤波过程分析及优化设计 |
| 4.1 设计主要考虑因素 |
| 4.2 声光可调长周期光纤光栅实验装置 |
| 4.3 仿真分析 |
| 4.4 应用 |
| 4.4.1 差频太赫兹波光纤激光器 |
| 4.4.2 射频调制长周期光栅调Q脉冲光纤激光器 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 调Q光纤激光器实验 |
| 5.1 连续激光器的搭建 |
| 5.1.1 实验器材 |
| 5.1.2 激光输出 |
| 5.2 调Q激光器的搭建 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结和展望 |
| 本文总结 |
| 本文展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（6）新结构型长周期光纤光栅制作及特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 第一节 光纤光栅发展 |
| 第二节 光纤光栅分类 |
| 1.2.1 按光纤光栅周期大小分类 |
| 1.2.2 按光纤光栅调制类型分类 |
| 1.2.3 按光纤类型分类 |
| 1.2.4 其他分类方法 |
| 第三节 光纤布喇格光栅研究现状 |
| 第四节 长周期光纤光栅研究现状 |
| 第五节 结构型长周期光纤光栅研究现状 |
| 1.5.1 SLPFG的写制技术 |
| 1.5.2 SLPFG的分析理论 |
| 第六节 论文主要内容和创新点 |
| 1.6.1 论文主要内容 |
| 1.6.2 论文主要创新点 |
| 第二章 长周期光纤光栅理论基础 |
| 第一节 光纤模式特性 |
| 2.1.1 光纤模式有效折射率 |
| 2.1.2 单模光纤模场分布 |
| 第二节 缓变型调制长周期光纤光栅分析方法 |
| 2.2.1 耦合模理论 |
| 2.2.2 传输矩阵理论 |
| 2.2.3 局域耦合模理论 |
| 第三节 突变型调制长周期光纤光栅分析方法 |
| 2.3.1 傅立叶变换理论 |
| 2.3.2 改进的传输矩阵法 |
| 2.3.3 模式投映理论 |
| 第四节 本章小结 |
| 第三章 错位型长周期光纤光栅制作及其模式耦合特性 |
| 第一节 新结构型长周期光纤光栅的制作 |
| 3.1.1 光纤切割-熔接方法介绍 |
| 3.1.2 与其他方法比较 |
| 第二节 错位型长周期光纤光栅制作及成栅机制分析 |
| 3.2.1 错位型长周期光纤光栅制作 |
| 3.2.2 错位型长周期光纤光栅的成栅机制 |
| 第三节 错位型长周期光纤光栅模式耦合特性 |
| 3.3.1 错位引起的非对称模式的耦合 |
| 3.3.2 错位型长周期光纤光栅的调制 |
| 第四节 错位型长周期光纤光栅透射谱模拟 |
| 第五节 本章小结 |
| 第四章 错位型长周期光纤光栅传感特性及应用 |
| 第一节 温度传感特性 |
| 4.1.1 温度传感原理 |
| 4.1.2 温度传感实验 |
| 4.1.3 高温传感实验 |
| 第二节 折射传感率特性 |
| 第三节 应变传感特性 |
| 第四节 扭曲传感特性 |
| 第五节 弯曲传感特性 |
| 第六节 错位型长周期光纤光栅应用 |
| 4.6.1 温度与应变的双参量测量 |
| 4.6.2 弯曲不敏感高温传感器 |
| 第七节 本章小结 |
| 第五章 过熔型长周期光纤光栅制作及特性研究 |
| 第一节 过熔型长周期光纤光栅制作及模式耦合特性 |
| 5.1.1 过熔型长周期光纤光栅制作 |
| 5.1.2 过熔型长周期光纤光栅成栅机制 |
| 5.1.3 过熔型长周期光纤光栅插入损耗 |
| 5.1.4 过熔型长周期光纤光栅模式耦合特性 |
| 第二节 过熔型光纤光栅传感特性 |
| 5.2.1 应变传感特性 |
| 5.2.2 温度传感特性 |
| 5.2.3 高温传感特性 |
| 5.2.4 折射率传感特性 |
| 5.2.5 弯曲传感特性 |
| 第三节 温度与应变双参量测量 |
| 第四节 微位移传感器 |
| 第五节 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）光子晶体光纤长周期光栅理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光子晶体光纤 |
| 1.1.1 全内反射型光子晶体光纤 |
| 1.1.2 带隙型光子晶体光纤 |
| 1.2 长周期光纤光栅的研究现状 |
| 1.2.1 长周期光纤光栅理论的研究现状 |
| 1.2.2 长周期光纤光栅应用的研究现状 |
| 1.3 课题的研究意义 |
| 1.4 本文的主要内容和章节安排 |
| 第2章 光子晶体光纤光栅的理论分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光子晶体光纤的理论分析方法 |
| 2.2.1 有限元法 |
| 2.2.2 平面波展开法 |
| 2.3 光纤光栅的理论分析方法 |
| 2.3.1 耦合模理论 |
| 2.3.2 局域耦合模理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 折射率调制光子晶体光纤长周期光栅理论研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光子晶体光纤长周期光栅的数值仿真 |
| 3.3 柚子型光子晶体光纤长周期光栅 |
| 3.3.1 光栅参数对传输谱的影响 |
| 3.3.2 光纤结构参数对传输谱的影响 |
| 3.4 正六边型长周期光子晶体光纤光栅 |
| 3.4.1 光栅参数对传输谱的影响 |
| 3.4.2 光纤参数对传输谱的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 结构改变光子晶体光纤长周期光栅理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构性改变光子晶体光纤光栅的数值计算 |
| 4.2.1 塌缩模型的建立 |
| 4.2.2 结构性改变光子晶体光纤光栅数值模拟仿真 |
| 4.3 结构参数对传输谱的影响 |
| 4.3.1 光纤参数对传输谱的影响 |
| 4.3.2 光栅参数对传输谱的影响 |
| 4.3.3 塌缩深度对传输谱的影响 |
| 4.3.4 塌缩方式对传输谱的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 空芯光子带隙光纤光栅理论研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 空芯光子带隙光纤 |
| 5.2.1 光纤参数对带隙的影响 |
| 5.2.2 对有效光子带隙的数值模拟 |
| 5.3 空芯光子带隙光纤光栅 |
| 5.3.1 光纤参数对传输谱的影响 |
| 5.3.2 光栅参数对传输谱的影响 |
| 5.3.3 塌缩程度对传输谱的影响 |
| 5.3.4 塌缩方式对传输谱的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）飞秒写制长周期光纤光栅的光谱特征及传感应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 飞秒激光微加工技术简介 |
| 1.3 飞秒激光制备光纤光栅的方法 |
| 1.4 飞秒激光逐点法刻写LPFG的研究现状 |
| 1.4.1 在普通单模光纤上制备LPFG |
| 1.4.2 在光敏光纤上刻写LPFG |
| 1.4.3 在光子晶体光纤上刻写LPFG |
| 1.4.4 结构长周期光栅 |
| 1.5 飞秒激光制备微型光纤干涉仪传感器的研究现状 |
| 1.5.1 微型光纤F-P干涉传感器 |
| 1.5.2 微型光纤M-Z干涉传感器 |
| 1.6 飞秒写制光纤传感器的传感特性 |
| 1.7 本论文的主要工作及创新点 |
| 1.7.1 主要工作内容 |
| 1.7.2 主要创新点 |
| 第二章 飞秒激光诱导透明固体电介质折射率改变的机理 |
| 2.1 飞秒激光与透明固体电介质的相互作用 |
| 2.1.1 光致电离 |
| 2.1.2 雪崩电离 |
| 2.1.3 等离子体形成 |
| 2.1.4 自聚焦效应 |
| 2.2 飞秒激光诱导折射率改变的机理 |
| 2.2.1 热模型 |
| 2.2.2 色心模型 |
| 2.2.3 结构改变 |
| 2.2.4 微爆模型 |
| 2.3 飞秒激光对光纤布拉格光栅的曝光实验研究 |
| 2.3.1 实验装置与结果 |
| 2.3.2 理论分析与结果讨论 |
| 2.3.3 结论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 应用近红外飞秒激光脉冲刻写长周期光纤光栅 |
| 3.1 近红外飞秒激光系统介绍 |
| 3.2 应用近红外飞秒激光在单模光纤内直写LPFG |
| 3.2.1 实验装置 |
| 3.2.2 实验装置系统的设计 |
| 3.2.3 刻写工艺 |
| 3.2.4 实验结果及分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 飞秒激光逐点法刻写的LPFG的理论分析 |
| 4.1 长周期光纤光栅的理论分析方法 |
| 4.1.1 纤芯基模和包层模的有效折射率及传输常数 |
| 4.1.2 纤芯基模和包层模的场分布 |
| 4.1.3 耦合系数 |
| 4.1.4 耦合模方程 |
| 4.1.5 光谱仿真 |
| 4.2 飞秒激光逐点法刻写的LPFG的折射率分布函数 |
| 4.2.1 横向折射率轮廓 |
| 4.2.2 轴向折射率分布 |
| 4.2.3 折射率分布函数 |
| 4.2.4 分析方法 |
| 4.3 矩形折射率调制LPFG的光谱特征 |
| 4.3.1 耦合模方程 |
| 4.3.2 仿真结果 |
| 4.3.3 高次谐波对光栅光谱的影响 |
| 4.3.4 占空比对光栅光谱的影响 |
| 4.4 横向折变非均匀的LPFG的理论分析方法 |
| 4.4.1 多层圆均匀光波导 |
| 4.4.2 折射率扇环离散法 |
| 4.4.3 模式耦合理论 |
| 4.5 横向折变轮廓中心偏离光纤中心对光谱的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 飞秒激光刻写的LPFG的温度和折射率传感特性 |
| 5.1 温度传感特性 |
| 5.1.1 谐振波长的温度传感特性 |
| 5.1.2 损耗峰强度的温度特性 |
| 5.1.3 温度特性实验 |
| 5.1.4 高温特性实验 |
| 5.2 折射率传感特性 |
| 5.2.1 折射率传感理论及灵敏度分析 |
| 5.2.2 液体浓度测量实验 |
| 5.2.3 LPFG折射率测量的增敏方法 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 论文总结及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士在读期间发表论文和科研情况说明 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）两种新型长周期光纤光栅应用基础研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 长周期光纤光栅的发展 |
| 1.2 长周期光纤光栅的研究现状 |
| 1.2.1 长周期光纤光栅的分类 |
| 1.2.2 长周期光纤光栅的写入方法研究 |
| 1.2.3 长周期光纤光栅的理论研究 |
| 1.2.4 长周期光纤光栅的应用研究 |
| 1.3 本课题的研究内容及意义 |
| 2 长周期光纤光栅理论基础 |
| 2.1 高频CO_2激光写入光栅的折变机理分析 |
| 2.1.1 高频CO_2激光写入光栅的装置及方法 |
| 2.1.2 高频CO_2激光写入光栅的折变机理 |
| 2.2 长周期光纤光栅的理论分析 |
| 2.2.1 多层圆均匀波导光纤中的模场 |
| 2.2.2 光栅折变普适函数 |
| 2.2.3 光栅横截面折变离散方法 |
| 2.2.4 横截面非均匀折变光栅 |
| 2.3 超长周期光纤光栅的理论分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 旋转折变型长周期光纤光栅 |
| 3.1 旋转折变型长周期光纤光栅的制作 |
| 3.1.1 制作方法及结构特点 |
| 3.1.2 传输特性分析 |
| 3.2 旋转折变型长周期光纤光栅的温度特性研究 |
| 3.2.1 温度特性实验及结果 |
| 3.2.2 温度特性理论分析 |
| 3.3 旋转折变型长周期光纤光栅的扭曲特性研究 |
| 3.3.1 扭曲特性实验及结果 |
| 3.3.2 扭曲特性理论分析 |
| 3.4 旋转折变型长周期光纤光栅的轴向应变特性研究 |
| 3.4.1 轴向应变特性实验及结果 |
| 3.4.2 轴向应变特性理论分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 边缘缺槽型超长周期光纤光栅 |
| 4.1 边缘缺槽型超长周期光纤光栅的制作 |
| 4.1.1 制作方法及结构特点 |
| 4.1.2 传输特性分析 |
| 4.2 边缘缺槽型超长周期光纤光栅的温度特性研究 |
| 4.2.1 温度特性实验及结果 |
| 4.2.2 温度特性理论分析 |
| 4.3 边缘缺槽型超长周期光纤光栅的轴向应变特性研究 |
| 4.3.1 轴向应变特性实验及结果 |
| 4.3.2 轴向应变特性理论分析 |
| 4.4 边缘缺槽型超长周期光纤光栅的环境折射率特性研究 |
| 4.4.1 环境折射率特性实验及结果 |
| 4.4.2 环境折射率特性理论分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 特种长周期光纤光栅的应用 |
| 5.1 基于R-LPFG 的温度/应变同时测量传感器 |
| 5.2 基于R-LPFG 的可判别扭曲方向的扭曲/温度同时测量传感器 |
| 5.3 基于G-ULPFG 的温度自补偿型高灵敏度折射率传感器 |
| 5.4 基于G-ULPFG 的湿度传感器 |
| 5.4.1 湿度传感器的结构原理及理论分析 |
| 5.4.2 吸水材料的选择及性能分析 |
| 5.4.3 湿度传感器的制作 |
| 5.4.4 湿度测量实验及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 全文总结 |
| 6.1 基本内容总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 论文不足之处 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）特种长周期光纤光栅基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤光栅的分类 |
| 1.2.1 按光纤光栅周期大小分类 |
| 1.2.2 按光纤光栅折射率调制分类 |
| 1.2.3 按光栅横截面折变分布分类 |
| 1.2.4 光纤光栅的其它分类法 |
| 1.3 布拉格光纤光栅研究进程及现状 |
| 1.4 长周期光纤光栅研究进程及现状 |
| 1.4.1 长周期光纤光栅写入方法及理论 |
| 1.4.2 长周期光纤光栅在通信中的应用 |
| 1.4.3 长周期光纤光栅在传感中的应用 |
| 1.5 本论文研究的目标及内容 |
| 1.5.1 问题的提出 |
| 1.5.2 立论及研究内容 |
| 2 长周期光纤光栅综合理论 |
| 2.1 多层圆均匀波导光纤中的模场 |
| 2.2 长周期光纤光栅耦合理论 |
| 2.2.1 光栅折变普适函数 |
| 2.2.2 光栅横截面折变离散方法 |
| 2.2.3 横截面均匀折变光栅 |
| 2.2.4 横截面非均匀折变光栅 |
| 2.3 环境响应基础理论 |
| 2.3.1 温度响应 |
| 2.3.2 轴向应变 |
| 2.3.3 横向负荷 |
| 2.3.4 扭曲响应 |
| 2.3.5 环境折射率响应 |
| 2.4 小结 |
| 3 CO_2 激光写入光栅的折变机理分析及测量 |
| 3.1 高频CO_2 激光写入装置及扫描方法 |
| 3.2 光纤折变机理 |
| 3.2.1 光纤拉制前后的热作用 |
| 3.2.2 CO_2 激光辐射光纤时的折变分析 |
| 3.3 光栅折射率测量 |
| 3.3.1 折射率测量原理 |
| 3.3.2 折射率测量实验 |
| 3.3.3 光栅传输谱的演变实验 |
| 3.4 小结 |
| 4 边缘折变型长周期光纤光栅 |
| 4.1 边缘折变型长周期光纤光栅理论 |
| 4.1.1 光栅折变模型 |
| 4.1.2 耦合系数 |
| 4.1.3 传输谱数值模拟 |
| 4.2 边缘折变型长周期光纤光栅的制作 |
| 4.3 边缘折变型光纤光栅的环境响应特性 |
| 4.3.1 温度特性 |
| 4.3.2 轴向应变特性 |
| 4.3.3 环境折射率特性 |
| 4.3.4 偏振相关损耗特性 |
| 4.4 潜在应用 |
| 4.5 小结 |
| 5 旋转折变型长周期光纤光栅 |
| 5.1 旋转折变型光纤光栅理论 |
| 5.1.1 螺旋折变型长周期光纤光栅 |
| 5.1.2 旋转折变型长周期光纤光栅 |
| 5.2 旋转折变型光纤光栅的制作 |
| 5.2.1 制作方法 |
| 5.2.2 制作中双折射对光栅模式耦合的影响 |
| 5.3 旋转折变型光纤光栅的环境响应特性 |
| 5.3.1 温度特性 |
| 5.3.2 轴向应变特性 |
| 5.3.3 扭曲特性 |
| 5.3.4 横向负载特性 |
| 5.3.5 环境折射率特性 |
| 5.3.6 偏振相关损耗特性 |
| 5.4 潜在应用 |
| 5.5 小结 |
| 6 非对称折变型超长周期光纤光栅 |
| 6.1 超长周期光纤光栅理论 |
| 6.2 超长周期光纤光栅的制作 |
| 6.3 超长周期光纤光栅的环境响应特性 |
| 6.3.1 温度特性 |
| 6.3.2 轴向应变特性 |
| 6.3.3 扭曲特性 |
| 6.3.4 环境折射率特性 |
| 6.4 小结 |
| 7 特种长周期光纤光栅的基础应用 |
| 7.1 耦合器 |
| 7.2 动态增益均衡器 |
| 7.3 可调谐滤波器 |
| 7.3.1 可调谐带阻滤波器 |
| 7.3.2 可调谐带通滤波器 |
| 7.4 多参数传感 |
| 7.4.1 温度自补偿高灵敏度应变计 |
| 7.4.2 温度自补偿高灵敏度扭曲计 |
| 7.4.3 温度自补偿高灵敏度折射率计 |
| 7.4.4 温度/应变/扭曲三参数同时测量低成本传感系统 |
| 7.5 小结 |
| 8 全文总结与展望 |
| 8.1 基本内容总结 |
| 8.2 论文创新点 |
| 8.3 论文不足及进一步研究计划 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、矩形折射率调制型长周期光纤光栅传输谱的理论分析及数值计算（论文参考文献）
- [1]孔助少模光纤特性及应用研究[D]. 席涛. 桂林电子科技大学, 2020(02)
- [2]空芯光纤微腔干涉型高温高压传感技术研究[D]. 张哲. 深圳大学, 2020(11)
- [3]偏芯长周期光纤光栅特性研究[D]. 欧阳小威. 武汉理工大学, 2018(07)
- [4]长周期光纤光栅化学传感器优化设计与实验[D]. 蒋秀丽. 上海理工大学, 2016(04)
- [5]基于声光可调长周期光纤光栅研究[D]. 张尧. 西北大学, 2014(08)
- [6]新结构型长周期光纤光栅制作及特性研究[D]. 白志勇. 南开大学, 2014(04)
- [7]光子晶体光纤长周期光栅理论研究[D]. 周丽英. 燕山大学, 2013(02)
- [8]飞秒写制长周期光纤光栅的光谱特征及传感应用[D]. 张玲. 山东大学, 2012(12)
- [9]两种新型长周期光纤光栅应用基础研究[D]. 宋韵. 重庆大学, 2009(12)
- [10]特种长周期光纤光栅基础研究[D]. 朱涛. 重庆大学, 2008(06)