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光纤光栅的两端固定压杆调谐技术研究

更新时间：2020-03-17 04:11:40 大小：3M 上传用户：zhengdai查看TA发布的资源 标签：光纤光栅 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

自从1978年，K.O.Hill等人在掺锗光纤光栅中采用驻波法制成世界上第一只光纤Bragg光栅以来，光纤光栅以其丰富的选频特性、低的插入损耗、优良的动态调谐性能以及与光纤的天然兼容性成为光纤通信和光纤传感领域中重要的光器件。

    本论文围绕可调谐光纤光栅这一主题，对基于两端固定压杆的光纤光栅波长调谐和带宽调谐方案进行了深入的理论和实验研究，主要内容包括：

    1、简要回顾了光纤光栅的发展史、光纤光栅基本概念以及分类，同时对光纤光栅的写入技术进行了总结.

    2、介绍了光纤光栅常用的理论分析方法，在折射率调制模型的基础上，根据本征模的展开式以及本征模的正交关系，推导出光纤光栅的耦合模方程。在给定的边界条件下，得出了均匀布拉格光栅的反射特性公式，分析了光栅长度、折射率调制深度对反射特性的影响；对于啁啾光纤光栅，利用矩阵传输法将整个光栅离散为多个均匀布拉格光栅的级联从而得到啁啾光栅的反射特性，对光栅长度、啁啾系数、折射率调制深度等因素的影响进行了详细分析。

    3、设计了一个基于精密步进电机的光纤光栅调谐系统。该控制系统包括上位机控制界面、单片机控制电路、驱动器以及步进电机。根据系统的功能需要，使用C++Builder编写上位机控制界面，通过串口对下位机发送命令，实现对电动位移平台的运行方向、位移距离、速度和细分的控制。使用Prote199Se绘制印刷电路板，单片机控制程序使用Keil C编写。

    4、提出了一种新型的基于两端固定压杆光纤光栅布拉格波长的非线性调谐方法。推导出了光纤光栅波长调谐量的具体表达式，通过自行设计的可计算机编程控制步进电机驱动的调谐系统进行了光纤光栅波长调谐实验。验证并分析了调谐过程中出现的谐振峰现象，光纤光栅中心波长的双向准无啁啾调谐量大于35nm，迟滞误差为0.08％，调谐过程中3dB带宽的改变量小于0.09nm。

    提出了一种新颖的啁啾光纤光栅反射谱中心波长无移动的光纤光栅啁啾度调谐方法。仿真分析了啁啾光纤光栅啁啾度调谐过程中的反射谱以及时延特性曲线。带宽展宽调谐的实验实现了啁啾光纤光栅的带宽从6.52nm增加到12.78nm;而带宽压缩调谐实现了啁啾光纤光栅的带宽从6.57nm压缩到0.95nm。

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