光纤光栅是最近几年发展最为迅速的光纤无源器件之一。长周期光纤光栅是光纤光栅的一种,具有灵敏度高的优点,其应用已引起人们广泛的关注。另一方面,塑料光纤具有良好的柔性,能承受的应变范围大。长周期塑料光纤光栅融合了塑料光纤与长周期光栅的双重优点,在传感领域具有广阔的应用前景。 本文的工作主要是围绕长周期塑料光纤光栅在传感领域的实验研究展开,主要内容包括: 介绍了用于分析光纤光栅特性的基本理论,用耦合模理论分析了均匀周期的光栅Bragg光栅和长周期光纤光栅的特性。 介绍了利用光纤Bragg光栅和长周期光纤光栅进行传感测量的理论基础,并对它们在传感测量过程中温度灵敏度和应变灵敏度系数进行了详细的理论分析。 在此基础上,文章重点介绍了基于悬臂梁结构的长周期塑料光纤光栅轴向压应变传感实验平台;并对测量方法进行了研究,采用读数显微镜的读数方法以提高测量的精度,并对所使用的测量工具进行了重新的定标与修正。在该轴向压应变传感实验平台上,分别用光纤Bragg光栅和长周期塑料光纤光栅做了实验。测得长周期塑料光栅的最大应变量为0.63%,压应变灵敏度约为1.459pm/με,波长调谐量为8.9nm。相比起光纤Bragg光栅,优势明显。 文章还讨论了长周期塑料光纤光栅的温度以及拉力实验,介绍了实验原理、实验装置以及测量方法,并对结果进行了分析。 最后,文章进行了总结,对后续研究提出了设想与展望。