光纤Bragg光栅作为传感器用于测量轴向应变的研究已经大量见诸报道,并且已经应用于实际工程测量中。但对光纤Bragg光栅受横向应力作用时的特性却研究很少。本论文主要研究了光纤Bragg光栅横向局部受力的特性。具体内容包括:1.本论文基于光纤Bragg光栅模耦合理论,对光纤Bragg光栅相位匹配关系和反射谱特性进行了详细推导;分析了光纤Bragg光栅的弹光效应,并推导了光纤Bragg光栅的轴向和横向应力传感的基本模型。2.详细分析了光纤Bragg光栅在横向负载作用下反射谱发生分裂的原因、受力关系和反射谱特性。在此基础上对光纤Bragg光栅横向局部受力情况下的特性进行了研究。研究结果如下:(1)基于传输矩阵法分析了Bragg光栅中间位置受到横向应力的作用时的反射谱特性,发现Bragg光栅的反射谱随着局部受力的增加,反射谱发生分裂,且分裂点呈线性、周期性的移动。利用近似矩阵法对光纤Bragg光栅中间位置横向局部受力特性进行了理论分析,推导出了分裂点移动一个周期所需应力的表达式,并对反射谱出现分裂的原因进行了理论推导,推导出了分裂点在Bragg光栅全波带宽内线性移动与受力大小的关系。(2)研究光纤Bragg光栅不同位置受到横向局部应力时的反射谱特性,发现当受力大小相同时,受力位置的变化对分裂点的波长没有影响,只是分裂点的反射率发生变化,理论推导发现,分裂的反射率与受力位置的关系为近似的双曲正切关系。(3)对光纤Bragg光栅横向局部受力时的相位特性进行了理论分析。3.对光纤Bragg光栅横向局部受力的特性进行了实验研究。研究结果表明,当Bragg光栅中间位置受到横向应力的作用时,反射谱发生分裂,反射谱与仿真结果相同;光纤光栅中心波长为1550 nm时,反射谱的分裂点移动一个周期所需应力为11.2 N,与理论推导的表达式计算结果一致;在一个周期内分裂点线性移动,其线性移动的分辨率为0.015 nm/N。光纤Bragg光栅不同位置横向局部受力的实验证明,受力大小相同时,反射谱