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光纤光栅是新兴的光电子器件,随着写入技术的日益成熟逐渐进入商品化、集成化。本文着重对光纤光栅的传感原理和相关技术进行了深入的了解,通过实验测量了光纤光栅的温度、应力灵敏度,详细介绍了实验系统,可以将它们应用到光纤光栅传感复用技术当中,实现光纤光栅分布式传感器;同时介绍光纤光栅传感中的热点问题——交叉敏感问题及其解决方案。 第一部分:概括性的介绍了光纤光栅的原理、写入技术、分类及其目前在光纤通信和传感器方面的应用概况。目前,光纤光栅主要采用紫外侧面曝光法制作,由于它具有高精度、低成本逐渐受到人们的青睐;光纤光栅几乎涉及到光纤通信的每部分,同时作为传感元件光纤光栅具有传统传感器无法比拟的优点而得到了迅速的发展和广泛的应用。 第二部分:介绍了光纤光栅的基本参数和详细推导了它作为传感元件的理论依据。光纤光栅最重要的参数是Bragg中心反射波长λ_R,以λ_R作为编码使得光纤光栅传感器具有测量信号不受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素的影响。悬臂梁等调谐装置就是为实现光纤光栅应力传感调谐而设计的,而可调谐F-P腔等实验装置是为了实现Bragg波长解调而设计的,以达到测量传感机制的目的。 第三部分:介绍光纤光栅传感复用技术及常用的解复用技术。分布式传感是光纤光栅波分复用的常用形式,解复用技术是这类传感器的关键。 第四部分:通过实验分别测量了光纤光栅应力、温度传感系数,通过计算机对实验结果进行曲线拟合,结果与理论相符的,误差也很小;而且可以把该系统应用于光纤光栅传感复用系统中作为复用/解复用装置,实现传感复用。 第五部分:介绍光纤光栅的研究热点——交叉敏感问题的解决方案和增加灵敏度的方法。提高光纤光栅的灵敏度、解决了交叉敏感问题,能够实现达温度和应力到同时测量的,而且起到保护光纤光栅的作用,使其更加适应恶劣的工作环境。