单模光纤PZT相位调制偏振控制特性研究

摘要

随着科技的发展,各行各业对传感的要求越来越向精密化、微型化等方向发展,此时光纤传感器的优点便体现出来,以其频带宽、抗电磁干扰、灵敏度高、体积小等优点逐渐被各个行业所认同,在光纤传感器的研究过程中,发现偏振特性对传输光的影响十分大,因此对于光纤传感器的偏振特性的研究就显得尤为重要了。
　　本课题主要对光纤传感器中的偏振特性进行研究,通过对光纤的扭转偏振态变化入手,利用Matlab仿真等手段来直观的研究扭转状态下的偏振态在邦加球上的演化过程,通过理论分析,并采用自研制的光纤扭转偏振控制装置来实现对光纤的扭转,通过实验研究得出传感器的输出光幅值与光纤扭转的角度存在周期性的变化,并利用这种原理来设计声发射传感器,利用自研制的光纤扭转偏振控制装置来实现对光纤偏振的控制,并用其代替线圈型偏振控制器。在实验过程中,利用敲击大理石板的手段来产生声发射信号,本装置能够清晰的检测到声发射的信号,足见这种光纤传感系统能够实现对声发射的检测,并能够通过光纤扭转偏振控制装置对光纤的扭转作用,实现对偏振衰落的控制,得到可见度较高的输出信号。

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第1章 绪 论

1.1 光纤传感器

1.2 偏振效应在光纤中的影响

1.3 光纤双折射成因

1.4 偏振衰落的抑制

1.5 偏振模色散和偏振相关损耗

1.6 课题梗概

第2章 光纤中光的偏振理论

2.1 偏振光的描述

2.2 双折射光纤的传递矩阵

2.3 单模光纤中的偏振特性

2.4 单模光纤双折射的邦加球表示

2.5 延迟器的矩阵描述

2.6 光纤中偏振态的不稳定因素

2.7 本章小结

第3章 单模光纤干涉仪

3.1 基本结构的光纤干涉仪

3.2 单模光纤干涉仪中的常用光学部件

3.3 电路部分

3.4 声波对光纤的作用

3.5 PZT相位调制器的调制特性

3.6 本章小结

第4章 单模光纤扭转偏振特性研究

4.1 单模光纤扭转的矩阵表述

4.2 扭转光纤的偏振态在邦加球上的演化

4.3 Sagnac型单模光纤干涉仪的光纤扭转偏振特性

4.4 本章小结

第5章 偏振控制干涉仪的声发射传感

5.1 单模光纤PZT相位调制矩阵模型

5.2 理论仿真

5.3 实验研究

5.4 本章小结

总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢