光纤光栅在非均匀温度场中光谱特性的研究

摘要

光纤光栅是近年来发展最为迅速的光纤无源器件之一，是光纤技术发展史上一个重要的里程碑。光纤光栅传感是光纤光栅应用的重要领域之一。目前在很多场合下温度已成为非常关键的因素，因此都用到温度传感器。温度测量是采用波长编码的光纤光栅传感器的重要应用领域之一。
　　根据光纤光栅周期的长短，通常把周期小于1μm的光纤光栅称为短周期光纤光栅，又称为光纤布拉格光栅或反射光栅；而把周期为几十至几百微米的光纤光栅称为长周期光纤光栅，又称为透射光栅。论文对这两大类光纤光栅在非均匀温度场中的光谱特性进行了详细分析。
　　首先，论文对光纤光栅的概念、发展历史、国内外研究现状以及光纤光栅传感器在发展和应用中存在的问题进行了描述。
　　其次，论文对光纤光栅的理论模型进行了分析，并分别对光纤布拉格光栅和长周期光纤光栅的耦合模理论、传输矩阵法以及温度特性进行了详细的理论分析。
　　最后，论文用传输矩阵法，用Matlab对光纤布拉格光栅和长周期光纤光栅在非均匀温度场中的光谱特性进行了数值模拟，并对模拟结果进行了分析。讨论了不同种类的非均匀温度场、光纤光栅长度、波长温度灵敏度的正负以及不同的调制系数等对光纤布拉格光栅和长周期光纤光栅的光谱特性的影响。
　　许多论文都对光纤光栅在均匀温度场中的光谱特性进行了分析。而在一般情况下，温度并不是一个常数，对非均匀温度场的测量很少有论文报导。论文系统的对光纤光栅在非均匀温度场中的光谱特性进行了分析。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 课题研究的背景

1.3 光纤光栅的理论模型

1.4 光纤光栅传感的国内外研究现状

1.5 光纤光栅传感器的发展和应用中存在的问题

1.6 课题研究的内容和目的

第2章 光纤光栅的基本原理

2.1 引言

2.2 光纤光栅的理论模型

2.3 光纤光栅的写入技术

2.4 光纤光栅的分类

2.5 光纤布拉格光栅的理论模型

2.6 长周期光纤光栅的理论模型

第3章 光纤布拉格光栅在非均匀温度场中的光谱特性的研究

3.1 引言

3.2 FBG温度传感器的原理

3.3 FBG的传输矩阵法

3.4 FBG在非均匀温度场中的光谱特性的数值模拟

3.5 本章小结

第4章 长周期光纤光栅在非均匀温度场中的光谱特性的研究

4.1 引言

4.2 LPFG温度传感器的原理

4.3 非均匀温度场中LPFG的转移矩阵法

4.4 LPFG在非均匀温度场中光谱特性的数值模拟

4.5 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

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