光纤光栅传感器由于具有许多优良的特性,应用日益广泛,也越来越受到人们的关注。本文主要从理论上对光纤光栅受均匀应变、非均匀应变、瞬态应变后的光谱响应特性进行了基础性的研究。1.利用耦合模理论研究了光波在光纤光栅中的传播规律,并利用传输矩阵法编程进行了光纤Bragg光栅传输响应特性的研究,分析了相同长度下折射率调制深度Δn与光栅反射谱特性之间的关系,Δn越大,反射谱的带宽、中心波长、反射率均越大。2.在前面编程的基础上再进一步分析光纤光栅受均匀应变后的反射谱的特性,随着均匀应变的逐渐加大,其反射谱的带宽、中心波长和反射率均变大,我们可以从数值计算的图上得到具体的值。接着分析光纤光栅受非均匀应变后的反射谱的特性,假设了一高斯型的非均匀应变,可得到其反射谱有很多中心波长,带宽较宽,反射谱的形态很没规律。3.再进一步研究瞬态应变对光纤光栅反射谱的影响。我们是基于这样一个思路考虑的:将一高斯型的瞬态应变进入光纤光栅到离开的整个过程分成若干个点,每个点对应的是应变在光纤光栅中某一时刻的状态,分析这些状态对应的光纤光栅反射谱的特性,从而得到整个动态过程的反射谱的变化情况。该研究对利用非平衡M-Z光纤干涉仪作为解调系统的光纤Bragg光栅瞬态应变测试系统结果分析尤为重要。该研究内容为光纤光栅测试电磁炮炮管瞬态应变项目的基础理论研究工作。4.在火炮上进行了瞬态应变的测试实验,利用非平衡M-Z光纤干涉仪解调系统,得到了大小、宽度随时间变化的应变,测试实验取得了很重要的结果,为以后对电磁炮炮管瞬态应变测试工作打下了很好的基础。