一、Writing Fiber Grating of Different Wavelength Using the Same Phase Mask（论文文献综述）
芈月安[1]（2021）在《基于新型特种少模光纤光栅的矢量模式转换的研究》文中认为在现如今高速发展的现代化通信时代,模分复用通信系统的出现大大缓解了通信容量供不应求的压力。以光纤中的模式作为传输信道的模分复用通信系统可以成倍地提高光纤通信的传输容量。它为我们跨入超高速、超大容量的新的信息化通信时代提供了可能。模式激励和模式转换技术是模分复用系统中的关键技术,也是近些年人们研究的热点课题。作为模分复用系统中核心器件的模式转换器近年来的报道种类繁多,其中基于光纤光栅的模式转换器由于具有高效率、低损耗、操作灵活等众多优点而备受研究者们的青睐。当前光纤光栅模式转换器的研究报道主要集中于线偏振模式转换,关于矢量模式转换的报道很少。而光纤中的矢量模式在新型光纤激光器、光纤中OAM模式的生成与复用传输、矢量模式模分复用等领域都有着广泛的应用。矢量模式广阔的应用前景使得人们对于光纤中矢量模式获取技术的需求越来越迫切。在此研究背景下,本文提出了一系列基于新型特种少模光纤光栅的矢量模式转换方法。利用具有矢量模式分离特性的特种光纤的光栅器件可以作为一种高效的矢量模式转换器。它在模分复用通信系统以及与光纤中矢量模式相关的众多领域都有着潜在的应用价值和广阔的应用前景。本文主要的创新点和研究成果总结如下:1.提出了一种在空芯光纤中写入倾斜布拉格光栅的矢量模式转换的方法。分析了空芯光纤中的矢量模式传输特性,结果表明此光纤能够支持前四个矢量模式的传输,并且具有能够使矢量模式简并分离的特性。研究了倾斜空芯光纤布拉格光栅的矢量模式转换特性。结果显示当=2°时具有最高的转换效率。2.对比研究了非对称阶跃型和非对称涡旋光纤布拉格光栅的矢量模式耦合特性。分析了相位匹配条件、衰减系数和光栅调制深度对反射特性的影响。结果表明当衰减系数α=0.5μm-1,0.3μm-1时,在非对称阶跃型和非对称涡旋型光纤布拉格光栅中的矢量模式分别获得了最高的转换效率。研究了自制非对称涡旋光纤布拉格光栅的模式转换特性,验证了理论与实验结果的一致性。3.提出了一种在环芯光纤中写入倾斜非对称布拉格光栅的矢量模式转换方法。重点分析了倾斜角度与非对称衰减系数共同作用下反射特性的演化规律。研究表明当衰减系数=0μm-1,=2°时,即对应于倾斜布拉格光纤光栅的情况下,高阶矢量模式具有最高的反射峰值。4.研究了在不同激励矢量模式下,倾斜环芯光纤布拉格光栅的矢量模式耦合特性。重点研究了在不同激励矢量模式下的相位匹配特性,研究显示激励与输出模式间的反射率与谐振波长均呈现出可逆性关系。另外,单偏振的激励模式只能转换为同类单偏振的矢量模式,并且在一些特定的倾斜角度处,可以获得高转换效率或高纯度的矢量模式。5.提出了采用涡旋光纤的倾斜长周期光栅,以及在反抛物型渐变折射率光纤中写入机械微弯长周期光栅的两种矢量模式转换器。主要分析了光栅周期的选取方法、相位匹配特性、倾斜角度、光栅调制深度、微弯振幅对透射谱及耦合系数的影响。研究结果表明,当=83.5°,84°,88°时,倾斜长周期光栅的TM01、HE21和TE01的透射峰值分别达到最大值。当微弯振幅mmax=1.5μm时,机械微弯长周期光栅的高阶矢量模式具有最高的转换效率。
张鲁娜[2]（2021）在《基于多通道光纤光栅滤波器的2μm波段光纤激光技术研究》文中提出2μm波段多通道光纤光栅因其出色的滤波特性和优异的兼容性而成为多波长掺铥光纤激光器中滤波器件的绝佳选择。基于多通道光纤光栅滤波器的掺铥光纤激光器具有体积小、光束质量高、抗干扰能力强、与普通光纤兼容性好等诸多优点,其工作波长为人眼安全的2μm波段,该波段中存在高透过率大气窗口和多种气体强吸收峰,因此在光通信、激光医疗、光纤传感及激光加工等领域具有广阔的应用前景。本文结合所参与的国家自然科学基金项目,围绕2μm波段多通道光纤光栅滤波器、多波长可切换及窄线宽掺铥光纤激光器关键技术开展了详实的理论和实验研究,取得的主要创新性成果如下:1.提出一种基于相移啁啾光纤光栅的多通道窄带滤波器,利用传输矩阵法对其传输特性进行了仿真分析,讨论了相移位置、相移量、光栅长度、啁啾系数和折射率调制深度等光栅参数对相移峰的波长、透射率和带宽等传输特性的影响。仿真得到的单相移点、双相移点和三相移点啁啾光纤光栅的相移峰带宽分别为0.0270nm、0.0172nm和0.0112nm。根据仿真结果实验制作了单相移点和双相移点啁啾光纤光栅,其相移峰带宽分别为0.09nm和0.05nm。2.提出一种基于相移取样光纤光栅的多通道窄带滤波器,利用传输矩阵法对其传输特性进行了仿真分析,讨论了相移位置、相移量、光栅长度、占空比、取样数和折射率调制深度等光栅参数对光栅传输特性的影响。仿真得到相移取样光纤光栅0级相移峰带宽为0.0220nm。根据仿真结果对滤波器进行了制作,实验得到相移取样光纤光栅0级相移峰带宽小于0.09nm。3.提出一种基于取样光纤光栅的波长可调线形腔掺铥光纤激光器,通过对一个取样光纤光栅施加水平应力实现输出激光波长的调谐,利用两个多通道光纤光栅所产生的游标效应扩展波长调谐范围。最终实现输出波长14.44nm范围可调,各波长光信噪比均大于45d B,50min内功率和波长抖动分别小于0.460d B和0.03nm,斜率效率为8.62%。4.提出一种基于保偏取样光纤光栅的可切换多波长环形腔掺铥光纤激光器,利用四波混频效应抑制掺铥光纤内的增益竞争,通过调节腔内偏振态进行波长切换,最终分别得到两组不同正交偏振方向上的6波长激光输出和一组10波长激光输出,各波长光信噪比均大于30d B,50min内各输出模式下激光运转稳定。5.提出一种基于保偏取样光纤光栅的可切换窄线宽复合腔掺铥光纤激光器,利用偏振烧孔效应进行波长切换和抑制增益竞争,实现了6个单波长单纵模激光和9组双波长激光输出间的可切换运行。30min内单波长单纵模激光的功率和波长抖动分别小于0.709d B和0.02nm,30min内双波长激光的功率和波长抖动分别小于0.946d B和0.03nm,各波长光信噪比均大于54d B。利用搭建的非平衡迈克尔逊干涉仪线宽测量系统对单纵模激光的频率噪声及线宽进行了测量,且当测量时间为0.005s时,6个波长的激光线宽分别为1.08k Hz、0.64k Hz、0.60k Hz、0.76k Hz、0.97k Hz和0.60k Hz。6.提出一种基于取样光纤光栅的可切换窄线宽复合腔掺铥光纤激光器,利用非线性偏振旋转效应进行波长切换和抑制增益竞争,实现了3个单波长单纵模激光和3组双波长激光输出间的可切换运行。50min内单波长单纵模激光的功率和波长抖动分别小于±0.404d B和±0.01nm,20min内双波长激光的功率和波长抖动分别小于±0.926d B和±0.03nm,各波长光信噪比均大于49d B。对单纵模激光的频率噪声及线宽进行了测量,当测量时间为0.005s时,3个波长的激光线宽分别为0.26k Hz、1.19k Hz和0.71k Hz。
刘日照[3]（2020）在《新型耐高温光纤光栅的制备及性能研究》文中研究表明光纤布拉格光栅（Fiber Bragg grating,FBG）是一种广泛应用于光纤通信和光纤传感领域的关键器件,普通FBG在高温环境下长时间工作其光敏特性会逐渐衰退甚至完全擦除,从而限制了光纤光栅在高温传感领域的应用。然而,通过高温退火（850～950℃）可以使FBG在高温擦除后重新生长形成的热重生光纤光栅（Regenerated fiber Bragg grating,RFBG）,能够在1000℃以上的高温环境中稳定工作,并且性质稳定。但经高温退火处理后,RFBG的机械强度较一般FBG显着下降,使得RFBG难以满足工程应用的需求。本文基于相位掩模法,设计、优化并搭建了一套光纤光栅刻写系统,研究了FBG的刻写与性能。通过采用单模石英光纤,在所制备的具有良好测高温效果的RFBG的基础上,对光纤光栅的轴向应力和石英光纤中分子组分与结构进行了研究,分析与推论了RFBG脆性的成因。其主要研究内容如下:（1）在传统相位掩模法刻写光路的基础上,通过加入扩束系统使得激光光斑更加均匀可调。标定了激光器在传输过程中的损耗,其损耗近95%;研究了曝光能量、光纤种类、栅区长度等条件对光栅光谱性能的影响,使得所搭建的平台能够精确、定制化刻写光纤光栅。评估了载氢光纤与B/Ge共掺光纤的光敏性差异,研究结果表明:由于其掺杂的不同,光敏光纤在曝光38.68J能量后,FBG的反射率为98.17%。在同样条件下,载氢光纤刻写的FBG反射率为82.98%;但继续曝光到77.36J能量时,载氢光纤刻写的FBG反射率可达到99%。（2）搭建了光纤光栅热重生实验平台,并对所制备的RFBG进行了高温测试,其温度灵敏度达15.6pm/℃,在100～1000℃区间均有很好的线性响应度。分析了RFBG的退火程式,探求了最佳的退火温度,通过对比发现,在925℃下退火后,重生率最高为61.1%;通过分析得到最佳退火温度在920℃～935℃之间,当温度低于900℃时,退火重生到饱和的时间较长,增加了制备RFBG的不确定性;当温度高于950℃时,退火会导致光谱特性变差。通过光纤轴向应力测试及材料内部组分分析,研究了退火前后光纤光栅的性能变化,发现光纤光栅退后前后状态改变的主要原因是退火时的温度过高,使得光纤内部的取向变小,内部压应力与拉伸应力都减小,导致结构不如原始光纤紧密,使得机械性能降低,脆性增大。该工作为提高RFBG的机械性能,解决其脆性问题提供了可靠的理论与实验依据。（3）通过使用不锈钢钢管和高温陶瓷胶的方式对热重生光纤光栅进行了封装。封装后的RFBG传感器的温度灵敏度为14.8pm/℃,对光栅脆弱的栅区起到了很好的保护作用。通过在已有的光电电路板加上AWG搭建了一套解调设备,同时实现了分布式温度测量,在0～20℃下温度灵敏度为0.414℃-1;在100～150℃下温度灵敏度为0.3784℃-1。
胡志杰[4]（2020）在《D型光纤传感特性研究》文中指出由于光纤传感器在医学、食品安全、生化和环境监测中具有广泛的应用前景,近年来,国内外科研团队在光纤传感的研究上投入了大量的精力,也产出了丰厚的科研成果。光纤传感器由于具有结构紧凑、重量轻、电绝缘性能好、耐高温、耐腐蚀等优秀的固有条件,在许多实际应用场景中比传统的电传感器体现出明显的优越性。而且,光纤的原材料硅资源丰富,造价低廉。随着光纤制作工艺越来越先进,多种类型的光纤可以满足科研人员对光纤传感器的设计需求,也让光纤传感器向着精度更高、运用范围更广的未来迈进。D型光纤由于其特殊的结构,对外界环境的敏感度远高于普通光纤,所以在近些年被广泛用于光纤传感研究中。但目前几乎所有研究采用的D型光纤均是由普通光纤经过磨抛单边光纤包层获得的,这样的D型光纤具有磨抛面粗糙、磨抛深度不均匀、磨抛面存在大量裂痕等一系列问题,会对实验结果产生影响。本论文采用直接拉制成的D型光纤作为传感器进行研究,避免了上述的结构缺陷问题。本论文从理论和实验两个方面针对D型光纤的传感特性进行了一系列的研究,主要工作如下:1.通过理论分析并采用软件对D型光纤进行建模和模场仿真,得到了其纤芯和主要包层模式的模场分布情况;并选取其中具有代表性的包层模式进行光纤弯曲仿真,得到了 D型光纤弯曲对传光效果的影响。提出了单模光纤与非磨抛式D型光纤的熔接方法,成功重复制作出低熔接损耗的D型光纤传感器实验样本,且样本具有较高的机械强度。在仿真的基础上进行了 D型光纤曲率传感特性实验研究,结果表明D型光纤传感器在弯曲曲率半径为80mm-140mm时,透射光损耗与弯曲程度呈线性关系,其损耗灵敏度为0.074dB/mm。2.实验研究了 D型光纤的折射率传感特性。实验表明D型光纤传感器在折射率为1.38至1.46的范围内,平均损耗灵敏度达到196.35dB/RIU;采用接触式相位掩模法在D型光纤上制作了光栅,并从实验上研究了该结构对于周围液体折射率的传感特性,得出了 D型光纤布拉格光栅反射功率随环境折射率升高而下降的结论。3.进行了 D型光纤温度传感特性的实验研究,结果表明在温度为35℃至75℃的范围内,D型光纤的平均透射功率变化的灵敏度达到0.0088dB/℃。在此基础上,还提出了一种采用聚二甲基硅氧烷胶体涂敷D型光纤以增强其温度传感特性的方法,实验研究表明,涂敷该胶体可使D型光纤样本的温度传感灵敏度达到0.181dB/℃,是未涂敷胶体的近20倍。另外,还进行了 D型光纤光栅的温度传感特性实验,得出D型光纤光栅的反射峰波长对温度灵敏度为0.01nm/℃,与普通单模光纤光栅相当;而且反射功率也会随温度变化,对温度的灵敏度达到0.006dB/℃。本文的研究对探索新型光纤传感技术,推动D型光纤传感器的应用具有重要的参考价值和意义。
杨钰[5]（2020）在《基于紫外单侧曝光的少模光纤布拉格光栅的理论和实验研究》文中提出随着社会的进步和科学的发展,人们对通信容量的需求逐渐增长,而传统的单模光纤将无法满足通信容量迅速增长的需要。因此,探索光纤新的复用维度成为当前的研究热点。模分复用利用空间正交的模式作为独立信道,可极大地提高通信系统的最大传输容量。模分复用系统中高阶模式的转换和生成是其进一步应用的基础。本文针对少模光纤中模式的转换与生成问题,研究了基于少模光纤布拉格光栅的模式耦合转换问题,具体内容如下:（1）基于光纤光栅耦合模理论,研究了基于少模阶跃光纤与少模环形光纤的紫外单侧曝光情况下的光纤布拉格光栅中基模到高阶模式的耦合特性,分析了光栅参数对模式耦合的影响。（2）针对基于阶跃光纤和环形光纤的光纤布拉格光栅,研究了衰减因子对模式耦合特性的影响。在紫外单侧曝光条件下,随着单侧曝光衰减因子的增大,基于阶跃光纤和环形光纤的光纤布拉格光栅反射谱中基模对应的反射谱的峰值逐渐减小,谱宽也逐渐变窄。而对于高阶模式来说,随着的增大,其对应的反射峰有先增大后减小的趋势。阶跃光纤的最优衰减因子约为0.2,而环形光纤的最优衰减因子约为0.3。（3）使用相位掩模法对基于改进的化学气相沉积法制作的少模环形光纤进行紫外单侧曝光,制作了光纤布拉格光栅。分析了该光纤布拉格光栅的反射谱和透射谱,并进行了理论分析与验证。本论文提出的光纤布拉格光栅能够实现基模到高阶模的耦合转换,为少模光纤中高阶模式的生成和转换提供了方法,对模分复用技术的应用具有重要意义。
陈宝杰[6]（2020）在《高温光纤布拉格光栅振动传感器设计与研究》文中提出高温等恶劣环境下的振动监测广泛存在与航空航天,油井开采,桥梁建筑以及工业控制等领域,振动参数的实时准确获取对系统的可靠高效运行具有非常重要的意义。光纤布拉格光栅（FBG）式振动传感器凭借其结构简单、抗腐蚀、体积小、抗电磁干扰、测量距离远等特点在高温振动测量领域有着越来越大的优势。本文设计了一种可用于高温环境下的悬臂梁式光纤布拉格光栅振动传感器,并提出了一种主动式温度补偿的高温光纤布拉格光栅振动传感器的解调方法,并通过搭建高温振动测试平台对传感器性能进行了实验验证,实现了高温环境下温度与振动信号的同时测量。主要研究内容包括:（1）本文设计了一种用于高温环境下的石英悬臂梁式光纤光栅振动传感器,可实现对高温下的振动信号进行测量。通过研究和分析悬臂梁结构和光纤光栅的传感原理,分别从结构设计、热力学以及光学传感三个方面对振动传感器传感模型进行仿真,并对高温振动传感器得动态性能进行了分析。（2）建立了一种高温光纤布拉格光栅振动传感解调系统,根据光栅振动解调原理设计了一种主动式温度补偿的反馈控制解调方法,并对传感器加工与高温振动传感系统进行了介绍。通过建立PID反馈控制系统不断调节激光波长达到稳定光栅偏置点的效果,实现了对温度和振动信号进行同时监测。（3）通过搭建高温振动测试系统平台,对传感器常温和高温下的振动参数进行测试。实验结果表明,本文所设计的高温光纤布拉格光栅振动传感器共振频率为382.5 Hz,灵敏度为132.33 m V/g,非线性度为3.33%,温度系数为0.01307 nm/℃,实现了400℃高温下的温度和振动信号同时测量。测试和验证了常温与高温下传感器的实用性与可靠性。通过对传感器温度漂移和灵敏度的修正,以达到对传感器温度解耦分析的效果。
李骞[7]（2020）在《保偏光纤光栅传感器设计》文中研究指明光纤光栅因其众多独特优点在通信、传感等领域有着广阔的应用前景。针对光纤布拉格光栅传感过程中存在的交叉敏感问题,本文研究了保偏光纤布拉格光栅受温度、轴向拉力、侧向压力、扭曲作用下的光谱特性,采用电弧放电方法制作相移保偏光纤光栅,并通过实验、仿真研究了该结构的光谱特性。本文的主要研究内容为:1.介绍了光纤光栅的分类和写入方法,分析了光纤光栅在传感领域的应用现状,指出FBG在应用过程中的不足,从而引出保偏光纤光栅的特点及其研究进展。2.系统的研究了光纤布拉格光栅的基本原理,分析了光栅参数对反射谱的影响,并分析相移FBG的原理和光谱特性,在此基础上采用四模耦合传输矩阵法分析了保偏光纤布拉格光栅的光谱特性。3.研究了保偏光纤布拉格光栅的温度和轴向拉力的光谱特性,实验测量了熊猫保偏光纤布拉格光栅和受侧向压力时快轴和慢轴反射光谱的变化规律,重建了四模耦合理论模型分析保偏光纤布拉格光栅的扭曲特性。4.采用电弧放电法和CO2写入法制作相移保偏光纤光栅,并通过实验与仿真证实普通保偏光纤光栅快轴和慢轴反射谱的交叉区强度随扭曲速率的增加而增大,但无法辨别扭曲方向,而电弧放电方法制作的相移保偏光纤光栅引入非对称结构使顺时针和逆时针扭曲具有不同的光谱特性,交叉区强度不仅能够测量扭曲大小同时能够辨别扭曲方向。
孙蜜雪[8]（2019）在《光纤布拉格光栅结构设计、刻制及性能研究》文中研究表明光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）是光纤内具有空间周期性折射率分布的无源光子器件。FBG反射光谱中心波长随外界参数,如温度、弯曲、应变等,发生漂移,因此将它应用于各个领域的传感监测,但是各类光栅传感器面临着温度交叉敏感问题。双芯光纤（Twin-Core Fiber,TCF）是具有两根平行纤芯的特种光纤,将双芯光纤与光栅结合,设计了双芯光纤光栅结构,能够保持双芯光纤与光栅的光谱特性,有效解决双芯弯曲传感器的温度交叉敏感问题。本文基于相位掩模技术的光栅刻写方法,选用248 nm（ArF）准分子脉冲激光器作为光纤光栅刻写激光器,设计并搭建一套新型光纤光栅刻写系统,刻写一系列布拉格光纤光栅,并测试其反射光谱,同时探究了对光纤载氢预处理和光栅高温退火对光栅的影响。本文在FBG的设计、刻制和传感应用方面进行了探索,主要内容如下:1、利用Rsoft光学仿真软件,进行数值分析计算,建立FBG模型,得到FBG反射光谱,并探究了各个光栅参数对FBG反射光谱的影响。选用248 nm（ArF）准分子脉冲激光器作为光纤光栅刻写激光器,设计并搭建一套新型光纤光栅刻写系统,利用周期为1040 nm掩模板刻写一系列布拉格光纤光栅,并测试其反射光谱,中心波长约为1549 nm,3 dB带宽约为4.5nm,反射深度约为24 dB。针对光路存在不足,提出改进方案,优化光路,得到性能优异的FBG,反射光谱中心波长为1549.53 nm,3 dB带宽为0.5 nm,反射深度约为14 dB。进一步探究了高压载氢和高温退火处理对光栅光谱的影响。最后基于刻制的FBG搭建温度传感系统,对FBG进行温度传感测试,获得了在13oC-50 oC温度范围内的温度传感特性,结果表明在此温度范围内的FBG温度灵敏度为9.65×10-3 nm/℃。3、利用Rsoft光学仿真软件,进行数值分析计算,建立双芯光纤模型,设计了一种新型双芯光纤,并分析弯曲和温度传感特性。并针对双芯光纤弯曲传感存在的温度交叉敏感问题,将TCF与FBG结合,设计了一种能够实现弯曲和温度双参量传感的双芯光纤布拉格光栅结构,结果表明在20 cm-60 cm范围内最大弯曲灵敏度为0.05 nm/cm,在20 oC-100 oC范围内最大温度灵敏度为0.025 nm/oC。假设波长分辨率为10 pm,则弯曲与温度分辨率分别为0.43cm和1.26 oC。采用相同思路设计了双芯光纤长周期光栅传感结构,并分析弯曲与温度传感特性,结果表明,在20 cm-60 cm范围内最大弯曲灵敏度为0.205 nm/cm,在20 oC-100 oC范围内最大温度灵敏度为1.208 nm/℃。假设波长分辨率为10 pm,则双芯光纤长周期光栅的弯曲与温度分辨率分别为0.2 cm和0.079 oC,能够有效识别曲率半径和温度变化。
杨凯明[9]（2019）在《少模光纤布拉格光栅的飞秒激光制备技术及特性研究》文中研究指明近年来,由于单模光纤带宽的限制,以少模光纤和多芯光纤为载体的空分复用（SDM）光传输通信系统取得了巨大的研究进展。光纤布拉格光栅（FBG）作为光纤通信中应用地最广泛的器件之一,在少模光纤上制备光纤光栅,对于SDM通信系统的发展具有极大的研究价值。另一方面,FBG具有波长选择性好、体积小、附加损耗小、抗电磁干扰、抗腐蚀、电绝缘、可实现准分布传感等优良特性,在少模光纤上制备的光纤光栅在光纤传感、光纤激光器等领域有极大的应用价值。本论文主要以光纤光栅的飞秒激光相位掩模法和直写法制备技术为基础,在双芯少模光纤和少模光纤上制备光纤光栅。研究了双芯少模光纤光栅的传感特性,把该光栅应用于弯曲传感。基于少模光纤的少模传输特性,研究了利用飞秒激光直写法在少模光纤上制备的逐线型和手征型少模FBG的轨道角动量模式产生和调控特性,并研究了两种少模FBG的偏振特性,实验表明手征型少模FBG具有圆双折射特性。本论文的主要研究内容如下:1.研究了光纤光栅的飞秒激光相位掩模法和直写法制备技术。分别搭建了飞秒激光相位掩模法和直写法光栅制备系统,研究了两种方式制备出的单模光纤光栅光谱特性及其偏振相关损耗。基于飞秒激光直写法灵活制备了多种单模光纤光栅,包括均匀FBG、啁啾FBG、相移FBG和一系列超结构FBG,摸索了各类光栅的直写法制备技术及工艺。最后,提出把利用直写法制备的超结构光纤光栅用于信道的编码。对超结构FBG中各光栅片段的位置进行合理的分布,结合超结构FBG的时域反射光谱,利用各光栅片段的位置信息将超结构FBG用于编码。进一步,利用超结构FBG各光栅片段的频域信息,可对超结构FBG的编码进行加密。2.利用800 nm飞秒激光相位掩模法选择性的在双芯少模光纤（TC-FMF）中的一根纤芯上刻写了FBG,研究了其模式耦合特性。研究了双芯少模光纤光栅（TC-FM FBG）的温度和弯曲响应特性。在20℃100℃温度范围内该光栅三个谐振峰的温度灵敏度分别为9.86,10.31,and 9.55 pm/°C。在弯曲响应方面,该光栅对弯曲的响应灵敏度具有方向性,当TC-FMF两个纤芯中心轴所在平面与弯曲平面重合时,该光栅弯曲灵敏度达到最大,可达-37.41 pm/m-1,且能区分正弯曲与负弯曲。由此,在恒温的环境下可以把该TC-FM FBG用于一维方向上的弯曲传感。3.利用飞秒激光直写法光栅制备系统在TC-FMF中同一轴向位置处的两根纤芯coreA和coreB上分别刻写了周期不一致的逐线型FBGA和FBGB,把制备好的逐线型双芯少模光纤光栅（LBL-TC-FM FBG）通过TC-FMF的两根纤芯coreA和coreB分别与3dB耦合器同侧的两段单模光纤纤芯的对光耦合并熔接,实现了TC-FMF的两纤芯内光栅FBGA和FBGB光谱的同时探测。研究了该光栅温度和弯曲响应特性,发现利用FBGA和FBGB谐振波长差分的方式,LBL-TC-FM FBG的弯曲灵敏度相较于前述通过相位掩模法在单芯上制备的双芯少模FBG的弯曲灵敏度,得到一倍的提升,且消除了环境温度变化对弯曲传感的影响。4.利用飞秒激光直写法光栅制备系统在少模光纤上制备逐线型少模光纤光栅和手征型少模光纤光栅,研究了逐线型和手征型少模FBG的光谱特性,利用偏振分析系统分别测试了逐线型和手征型少模FBG的偏振特性,实验发现手征型少模FBG具有圆双折射特性,导致右旋和左旋圆偏振态光在光谱上的分离。进一步,利用搭建的模场测试系统使光栅反射光与参考光（球面波）相干涉,研究了逐线型和手征型少模FBG的轨道角动量（OAM）的产生和调控特性。实验发现,特定偏振态的光输入的条件下,对于两种形式的少模FBG,在输入光耦合至反向传输LP11模式时,对应的反射光为OAM光束,拓扑荷不为0,且通过调节输入光偏振态或者反射光束透过的偏振片角度,可以实现?1阶的OAM调控。
王虎山[10]（2019）在《特种光纤光栅特性及在光纤激光技术中的应用研究》文中研究指明光纤光栅作为一种光学无源器件,可实现多种功能并具有广泛的应用。随着光纤激光、光纤传感以及光纤通信等领域的迅速发展,对于光纤光栅有着更高的要求,如特殊的结构及功能、更大的参数范围、更高的性能、更多的光纤种类以及极端环境的适应性等。作为相关应用领域的关键、核心器件,特种光纤光栅具有重要的科研价值和迫切的研究需求。围绕特种光纤光栅研究方向,本论文重点开展了45度倾斜光纤光栅、大角度倾斜光纤光栅及耐高温增益光纤光栅的研制、特性以及应用研究。主要研究内容和创新点如下:1.开展特种光纤光栅制作技术的研究,基于相位掩模法搭建了掩模板扫描光纤光栅刻写系统,研制了45度倾斜光纤光栅、大角度倾斜光纤光栅、Ia型耐高温光纤光栅、相对小周期长周期光纤光栅、少量模长周期光纤光栅等多种特种光纤光栅。另外,设计出一种新型的双光束干涉扫描刻写系统,实现了多种特殊波段光纤光栅的制作。2.理论分析了45度倾斜光纤光栅的偏振原理及特性。基于45度倾斜光纤光栅的偏振特性,研制了全光纤偏振干涉滤波器,自由光谱范围为0.164 nm,可实现梳状滤波。首次开展基于这种新型滤波器的全光纤多波长激光技术研究,获得了具有良好平坦度和均匀性的多波长激光光谱,在3 dB范围内的波长数高达82个,信噪比为33 dB。另外,研究了双波长光纤激光的产生机理,利用具有33 dB消光比的45度倾斜光纤光栅实现了单偏振双波长光纤激光器,双波长激光的中心波长为1033 nm和1053 nm,3 dB带宽为10 nm,偏振度高达27 dB。3.理论研究了大角度倾斜光纤光栅的模式耦合特性,分析了其双峰光谱特性并在实验中进行了验证。首次提出利用大角度倾斜光纤光栅的模式耦合特性实现全光纤可饱和吸收体。实验中,通过在大角度倾斜光纤光栅表面沉积四氧化三铁纳米材料可实现光纤中光与可饱和吸收材料的相互作用,形成性能优良的可饱和吸收体器件。基于该器件获得了稳定的锁模光纤激光输出,信噪比高达67 dB。4.在掺镱光纤及掺铒光纤上分别制作可承受高温的Ia型光纤光栅,在500℃下仍具有大于99%的高反射率。这种制作在增益光纤中的耐高温光纤光栅有助于实现超短腔、单纵模光纤激光。实验中,通过在掺镱光纤上直接写入一对耐高温光纤光栅,实现了1μm波段耐高温分布式布拉格反射光纤激光器。该激光器腔长仅为10 mm,光谱线宽为16 pm,在450℃温度下工作稳定,信噪比大于50 dB,对于工作在高温苛刻环境下的高精度、长距离光纤光栅传感系统具有重要意义。
二、Writing Fiber Grating of Different Wavelength Using the Same Phase Mask（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Writing Fiber Grating of Different Wavelength Using the Same Phase Mask（论文提纲范文）
（1）基于新型特种少模光纤光栅的矢量模式转换的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 空分复用技术中的模分复用技术 |
| 1.2.1 空分复用技术的分类与特点 |
| 1.2.2 模分复用通信系统的分类与发展现状 |
| 1.2.3 基于模分复用通信系统的光纤型模式转换器的分类与应用 |
| 1.3 基于少模光纤光栅的模式转换的研究现状 |
| 1.3.1 少模光纤光栅的特点与分类 |
| 1.3.2 基于布拉格光纤光栅的模式转换的研究现状 |
| 1.3.3 基于长周期光纤光栅的模式转换的研究现状 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 2 基于光纤光栅模式耦合的理论基础 |
| 2.1 光波导的基础理论知识 |
| 2.1.1 光波导中的基本方程 |
| 2.1.2 光波导中模式的性质 |
| 2.2 全矢量复耦合模理论 |
| 2.3 基于全矢量复耦合模理论的系列特种结构光栅 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于空芯光纤的倾斜布拉格光纤光栅的矢量模式转换的研究 |
| 3.1 在空芯光纤中写入倾斜布拉格光栅的矢量模式耦合特性的研究 |
| 3.1.1 空芯光纤的矢量模式传输特性 |
| 3.1.2 基于空芯光纤的倾斜布拉格光栅的相位匹配条件 |
| 3.1.3 相关光栅参数对矢量模式耦合特性的影响 |
| 3.2 本章小结 |
| 4 基于涡旋光纤的非对称布拉格光纤光栅的矢量模式转换的研究 |
| 4.1 阶跃型少模光纤中写入非对称布拉格光栅的矢量模式耦合特性分析 |
| 4.1.1 阶跃型光纤的矢量模式传输特性 |
| 4.1.2 基于阶跃型光纤的非对称布拉格光栅的相位匹配条件 |
| 4.1.3 相关光栅参数对矢量模式耦合特性的影响 |
| 4.2 涡旋少模光纤中写入非对称布拉格光栅的矢量模式耦合特性分析 |
| 4.2.1 环形结构涡旋光纤的矢量模式传输特性 |
| 4.2.2 基于涡旋光纤的非对称布拉格光栅的相位匹配条件 |
| 4.2.3 相关光栅参数对矢量模式耦合特性的影响 |
| 4.3 基于自制光纤的非对称布拉格光栅的模式耦合特性研究 |
| 4.3.1 自制光纤的模式传输特性 |
| 4.3.2 基于自制光纤非对称布拉格光栅的模式耦合特性分析 |
| 4.3.3 基于自制光纤非对称布拉格光栅的实验验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于涡旋光纤的倾斜非对称布拉格光纤光栅的矢量模式转换的研究 |
| 5.1 在阶跃型和涡旋光纤中写入倾斜非对称布拉格光栅的对比性研究 |
| 5.1.1 阶跃型与涡旋光纤的矢量模式传输特性的对比性分析 |
| 5.1.2 基于阶跃型和涡旋光纤的倾斜非对称布拉格光栅的相位匹配条件的分析 |
| 5.2 基于环芯结构涡旋光纤的倾斜非对称布拉格光栅的矢量模式耦合特性的分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 在不同激励矢量模式下,基于环芯光纤的倾斜布拉格光纤光栅的矢量模式转换的研究 |
| 6.1 在不同激励矢量模式下,基于环芯光纤的倾斜布拉格光栅的相位匹配条件 |
| 6.2 不同激励矢量模式下,光栅参数对矢量模式耦合特性的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 基于新型特种结构长周期光纤光栅的矢量模式转换的研究 |
| 7.1 在涡旋光纤中写入倾斜长周期光栅的矢量模式转换的研究 |
| 7.1.1 涡旋光纤的矢量模式传输特性 |
| 7.1.2 基于涡旋光纤的倾斜长周期光栅的相位匹配条件 |
| 7.1.3 相关光栅参数对矢量模式耦合特性的影响 |
| 7.2 在反抛物型渐变折射率光纤中写入机械微弯长周期光栅的矢量模式转换的研究 |
| 7.2.1 反抛物型渐变折射率光纤的矢量模式传输特性 |
| 7.2.2 基于反抛物型渐变折射率光纤的机械微弯长周期光栅的相位匹配条件 |
| 7.2.3 相关光栅参数对矢量模式耦合特性的影响 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 8.1 本论文的研究成果 |
| 8.2 下一步拟开展的研究内容 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）基于多通道光纤光栅滤波器的2μm波段光纤激光技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 掺铥光纤激光器的研究意义及应用 |
| 1.2.1 2μm波段激光的应用 |
| 1.2.2 基于多通道滤波器的掺铥光纤激光器的研究意义 |
| 1.3 掺铥光纤激光器的研究与发展 |
| 1.3.1 多波长掺铥光纤激光器的研究与发展 |
| 1.3.2 波长可调掺铥光纤激光器的研究与发展 |
| 1.3.3 窄线宽掺铥光纤激光器的研究与发展 |
| 1.4 基于多通道滤波器的掺铥光纤激光器的关键技术 |
| 1.4.1 光纤激光器的基本结构 |
| 1.4.2 多通道窄带滤波器 |
| 1.4.3 增益竞争的抑制机制 |
| 1.4.4 线宽的压窄技术 |
| 1.4.5 线宽的测量方法 |
| 1.5 本文的结构安排 |
| 2 多通道光纤光栅滤波器的理论基础与设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 耦合模理论 |
| 2.2.1 光纤光栅的谐振条件 |
| 2.2.2 耦合模理论 |
| 2.2.3 传输矩阵 |
| 2.3 基于相移啁啾光纤光栅的窄带滤波器设计 |
| 2.3.1 相移啁啾光纤光栅原理 |
| 2.3.2 单相移点啁啾光纤光栅特性仿真分析 |
| 2.3.3 多相移点啁啾光纤光栅特性仿真分析 |
| 2.4 基于相移取样光纤光栅的窄带滤波器设计 |
| 2.4.1 相移取样光纤光栅原理 |
| 2.4.2 取样光纤光栅特性仿真分析 |
| 2.4.3 相移取样光纤光栅特性仿真分析 |
| 2.5 小结 |
| 3 多通道光纤光栅滤波器的制作 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光纤光栅的制作方法 |
| 3.2.1 光纤的光敏性和氢载 |
| 3.2.2 相位掩模法 |
| 3.3 光纤光栅的制作实验 |
| 3.3.1 光纤光栅刻写系统 |
| 3.3.2 特殊结构光纤光栅的制作 |
| 3.4 多波长窄带滤波器的制作 |
| 3.4.1 相移啁啾光纤光栅的制作 |
| 3.4.2 取样及相移取样光纤光栅的制作 |
| 3.5 小结 |
| 4 可调谐、可切换多波长掺铥光纤激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 波长调谐、多波长输出和波长切换原理 |
| 4.2.1 光纤光栅波长调谐原理 |
| 4.2.2 基于FWM效应的增益竞争抑制机制 |
| 4.2.3 基于PHB效应的波长切换机制 |
| 4.3 基于双多通道光纤光栅的波长可调掺铥光纤激光器 |
| 4.3.1 激光器原理 |
| 4.3.2 实验结果分析 |
| 4.4 基于保偏多通道光纤光栅的可切换多波长掺铥光纤激光器 |
| 4.4.1 激光器原理 |
| 4.4.2 实验结果分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 波长可切换窄线宽掺铥光纤激光器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单纵模光纤激光器实现原理 |
| 5.2.1 单纵模运行机制 |
| 5.2.2 光纤光栅结合复合腔工作原理 |
| 5.3 2μm波段线宽测量系统 |
| 5.4 基于PHB效应的可切换窄线宽掺铥光纤激光器 |
| 5.4.1 激光器原理 |
| 5.4.2 单波长输出特性 |
| 5.4.3 双波长输出特性 |
| 5.5 基于NPR效应的可切换窄线宽掺铥光纤激光器 |
| 5.5.1 NPR效应基本原理 |
| 5.5.2 激光器原理 |
| 5.5.3 单波长输出特性 |
| 5.5.4 双波长输出特性 |
| 5.6 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本论文主要研究内容与成果 |
| 6.2 下一步拟进行的研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）新型耐高温光纤光栅的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤光栅的发展 |
| 1.2 光纤光栅的分类 |
| 1.2.1 按折射率分布分类 |
| 1.2.2 按光纤光栅周期分类 |
| 1.2.3 按光纤材料分类 |
| 1.2.4 按光纤光栅的成栅机制分类 |
| 1.3 光纤光栅的应用 |
| 1.3.1 光纤光栅在通信领域的应用 |
| 1.3.2 光纤光栅在传感领域的应用 |
| 1.4 耐高温光纤光栅的应用和研究现状 |
| 1.4.1 耐高温光纤光栅的应用 |
| 1.4.2 热重生光纤光栅的研究现状 |
| 1.5 本论文的研究思路和工作内容 |
| 第二章 光纤光栅理论和热重生光纤光栅形成机理 |
| 2.1 光纤的光敏性 |
| 2.1.1 光纤光敏性原理 |
| 2.1.2 光纤的增敏技术 |
| 2.2 光纤光栅耦合模理论分析 |
| 2.3 光纤光栅传感理论 |
| 2.4 热重生光纤光栅形成机理 |
| 2.4.1 化学组分光栅 |
| 2.4.2 应力松弛模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光纤布拉格光栅的刻写系统搭建与制备 |
| 3.1 基于OptiGrating对光纤布拉格光栅的仿真 |
| 3.2 光纤布拉格光栅刻写系统的搭建 |
| 3.2.1 刻写光路设计与优化 |
| 3.2.2 实验所需设备 |
| 3.2.3 光纤光栅光谱监测光路 |
| 3.3 光纤布拉格光栅的制备 |
| 3.3.1 标定光纤曝光处能量 |
| 3.3.2 载氢光纤和光敏光纤的性能评估 |
| 3.3.3 激光器输出能量对FBG光谱性能的影响 |
| 3.3.4 栅区长度对FBG光谱性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 热重生光纤光栅的制备与性能研究 |
| 4.1 热重生实验 |
| 4.1.1 高温管式炉 |
| 4.1.2 初始光栅的制备 |
| 4.1.3 热重生过程 |
| 4.1.4 热重生光纤光栅高温传感测试 |
| 4.1.5 热重生温度分析 |
| 4.2 高温退火对热重生光纤光栅应力分布及内部组分的影响 |
| 4.2.1 不同退火温度对RFBG轴向应力的影响 |
| 4.2.2 不同降温速度对RFBG轴向应力的影响 |
| 4.2.3 不同退火环境气氛对RFBG轴向应力的影响 |
| 4.2.4 不同热退火环境气氛RFBG内部组分的变化 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 光纤光栅的封装与解调 |
| 5.1 不锈钢管加高温胶封装热重生光纤光栅 |
| 5.1.1 封装材料的选择 |
| 5.1.2 封装辅助设备的设计与实现 |
| 5.1.3 封装与测试 |
| 5.2 基于阵列波导光栅多通道解调系统 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 解调原理 |
| 5.2.3 分布式传感 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（4）D型光纤传感特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光纤传感器研究概况 |
| 1.3 D型光纤及其传感的研究情况 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第二章 D型光纤传感基本原理 |
| 2.1 D型光纤结构 |
| 2.2 D型光纤内的光模式 |
| 2.2.1 光纤的数值孔径 |
| 2.2.2 倏逝场 |
| 2.3 D型光纤中的光场仿真 |
| 2.4 光纤光栅传感原理 |
| 2.4.1 光纤布拉格光栅及传感原理 |
| 2.4.2 光纤光栅的写入方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 D型光纤曲率传感实验研究 |
| 3.1 D型光纤弯曲特性仿真分析 |
| 3.1.1 临界弯曲半径 |
| 3.1.2 D型光纤弯曲时的模场 |
| 3.2 SDS光纤传感器制备 |
| 3.3 D型光纤曲率传感实验 |
| 3.3.1 曲率传感实验装置 |
| 3.3.2 实验结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 D型光纤折射率传感实验研究 |
| 4.1 D型光纤折射率传感实验 |
| 4.1.1 折射率溶液的配置 |
| 4.1.2 液体折射率测量 |
| 4.1.3 折射率传感实验及结果分析 |
| 4.2 D型光纤光栅折射率传感实验 |
| 4.2.1 D型光纤光栅 |
| 4.2.2 D-FBG液体折射率传感实验及结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 D型光纤温度传感实验研究 |
| 5.1 D型光纤温度传感实验 |
| 5.1.1 空气中的温度传感特性 |
| 5.1.2 液体环境下的温度传感特性 |
| 5.2 D型光纤温度传感增敏特性研究 |
| 5.2.1 PDMS材料特性 |
| 5.2.2 D型光纤温度增敏传感实验 |
| 5.2.3 实验结果及分析 |
| 5.3 D型光纤光栅温度传感实验 |
| 5.3.1 D-FBG温度传感实验 |
| 5.3.2 D-FBG温度传感结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 问题和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）基于紫外单侧曝光的少模光纤布拉格光栅的理论和实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光纤布拉格光栅研究进展 |
| 1.3 基于光纤布拉格光栅的应用的研究进展 |
| 1.4 本文主要内容工作安排 |
| 2 光波导理论及光栅耦合模理论 |
| 2.1 光波导理论 |
| 2.1.1 光波导基本方程 |
| 2.1.2 模场分量分析 |
| 2.2 光纤中的模式 |
| 2.2.1 模式的定义 |
| 2.2.2 模式求解 |
| 2.2.3 光纤中的矢量模式与标量模式 |
| 2.3 光纤光栅理论 |
| 2.3.1 光纤布拉格光栅的基本原理 |
| 2.3.2 UV-SIDE-ILLUMINATION FBG的基本原理 |
| 2.3.3 UV-SIDE-ILLUMINATION FBG耦合模方程理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 UV-SIDE-ILLUMINATION FBG的理论研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 阶跃型UV-SIDE-ILLUMINATION FBG模式转换的研究 |
| 3.2.1 阶跃光纤 |
| 3.2.2 折射率调制?n分布 |
| 3.2.3 光纤中的模式 |
| 3.2.4 耦合系数及相位匹配条件的分析 |
| 3.2.5 阶跃型光纤布拉格光栅的传输特性 |
| 3.2.6 光栅幅度函数χ和衰减因子α对模式耦合的影响 |
| 3.3 环形UV-SIDE-ILLUMINATION FBG的研究 |
| 3.3.1 环形光纤 |
| 3.3.2 折射率调制?n分布 |
| 3.3.3 光纤中的模式 |
| 3.3.4 耦合系数和相位匹配条件的分析 |
| 3.3.5 环形光纤布拉格光栅的传输特性 |
| 3.3.6 光栅幅度函数χ和衰减因子α对模式耦合的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 少模光纤布拉格光栅的制作 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 少模光纤的制作及理论分析 |
| 4.2.1 光纤折射率分布 |
| 4.2.2 光纤中的模式 |
| 4.3 光纤布拉格光栅模式的理论研究 |
| 4.3.1 耦合系数和相位匹配条件的分析 |
| 4.3.2 少模光纤布拉格光栅传输特性的分析 |
| 4.4 光纤布拉格光栅的实验 |
| 4.4.1 实验装置 |
| 4.4.2 少模光纤光栅反射谱和透射谱 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）高温光纤布拉格光栅振动传感器设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 振动传感器研究现状 |
| 1.2.2 光纤光栅及传感技术发展现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 高温光纤布拉格光栅振动传感器 |
| 2.1 光纤布拉格光栅传感原理 |
| 2.1.1 光纤布拉格光栅耦合模型与传感原理 |
| 2.1.2 飞秒布拉格光栅的加工与制作 |
| 2.1.3 光纤布拉格光栅光谱特性仿真 |
| 2.2 高温光纤布拉格光栅振动传感器结构设计与仿真 |
| 2.2.1 高温光纤布拉格光栅振动传感器力学模型 |
| 2.2.2 高温光纤布拉格光栅振动传感结构 |
| 2.2.3 高温光纤布拉格光栅振动传感器的振动原理 |
| 2.3 高温光纤布拉格光栅振动传感器仿真 |
| 2.3.1 高温光纤布拉格光栅振动传感器的热力学分析仿真 |
| 2.3.2 高温光纤布拉格光栅振动传感器的振动模型仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 高温振动传感系统 |
| 3.1 高温光纤布拉格光栅振动传感解调原理 |
| 3.1.1 高温光纤布拉格光栅振动传感器的反馈控制解调系统 |
| 3.1.2 高温光纤布拉格光栅振动传感器的光栅解调原理 |
| 3.2 PID反馈控制系统 |
| 3.2.1 PID波长反馈控制系统设计方法 |
| 3.2.2 PID波长反馈控制系统软件设计 |
| 3.3 高温振动传感器加工与测试系统组成 |
| 3.3.1 高温光纤布拉格光栅振动传感器加工制备 |
| 3.3.2 高温光纤布拉格光栅振动测试系统组成 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 高温光纤布拉格光栅振动传感器系统性能测试 |
| 4.1 传感光栅温度测试 |
| 4.1.1 静态环境光纤光栅温度测试 |
| 4.1.2 高温振动测试系统中光纤光栅温度测试 |
| 4.2 传感器振动性能测试 |
| 4.2.1 光纤光栅振动传感器重复性测试 |
| 4.2.2 光纤光栅振动传感器高温振动测试 |
| 4.3 高温光纤布拉格光栅振动传感器的温度解耦分析 |
| 4.3.1 高温光纤布拉格光栅振动传感器温度解耦方法研究 |
| 4.3.2 高温光纤布拉格光栅振动传感器温度解耦分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本文研究内容工作总结 |
| 5.2 下一步工作计划 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）保偏光纤光栅传感器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤光栅的应用 |
| 1.1.1 应用背景 |
| 1.1.2 光纤光栅的分类 |
| 1.2 保偏光纤光栅的研究进展 |
| 1.3 光纤光栅的写入方法 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第二章 光纤光栅的原理 |
| 2.1 单模光纤光栅的原理 |
| 2.1.1 光纤光栅的耦合模理论 |
| 2.1.2 传输矩阵法 |
| 2.1.3 单模光纤光栅的光谱特性 |
| 2.2 相移光纤光栅的原理 |
| 2.3 保偏光纤光栅的原理 |
| 2.3.1 四模耦合理论 |
| 2.3.2 扭转保偏光纤光栅四模耦合传输矩阵法 |
| 2.3.3 保偏光纤光栅的光谱特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 保偏光纤光栅 |
| 3.1 保偏光纤光栅温度特性 |
| 3.2 保偏光纤光栅轴向应力特性 |
| 3.3 保偏光纤光栅的侧向压力特性 |
| 3.4 保偏光纤光栅的扭曲特性 |
| 3.4.1 改进传输矩阵方法 |
| 3.4.2 扭曲保偏光纤光栅光谱特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 相移保偏光纤光栅 |
| 4.1 熔接机放电法 |
| 4.2 CO_2激光写入法 |
| 4.3 相移保偏光纤光栅的扭曲特性 |
| 4.3.1 实验测试 |
| 4.3.2 仿真分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章及研究成果目录 |
| 致谢 |
（8）光纤布拉格光栅结构设计、刻制及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光纤光栅的研究进展 |
| 1.3 光纤光栅分类 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第二章 光纤光栅原理 |
| 2.1 光纤光敏性 |
| 2.2 光纤光栅模式理论 |
| 2.2.1 耦合模理论 |
| 2.2.2 其它分析理论 |
| 2.3 光纤布拉格光栅传感原理 |
| 第三章 光纤布拉格光栅的设计、刻制及应用 |
| 3.1 光纤布拉格光栅模型 |
| 3.2 系统搭建、光栅刻制与光路优化 |
| 3.2.1 系统搭建与光栅刻制 |
| 3.2.2 光路优化 |
| 3.3 光栅退火与光纤载氢 |
| 3.3.1 高温退火对光栅光谱影响 |
| 3.3.2 高压载氢对光栅光谱影响 |
| 3.4 布拉格光纤光栅温度传感 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 双芯光纤光栅的设计及传感特性 |
| 4.1 双芯光纤设计 |
| 4.2 双芯光纤传感特性 |
| 4.3 双芯光纤布拉格光栅的设计及传感特性分析 |
| 4.4 双芯光纤长周期光栅的设计及传感特性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 致谢 |
（9）少模光纤布拉格光栅的飞秒激光制备技术及特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤布拉格光栅的研究进展 |
| 1.2.1 光纤布拉格光栅的制备技术 |
| 1.2.2 光纤布拉格光栅的分类及应用 |
| 1.3 多芯光纤布拉格光栅的研究现状 |
| 1.4 少模光纤布拉格光栅的研究现状 |
| 1.5 少模光纤布拉格光栅在OAM中的应用 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 光纤光栅模式理论 |
| 2.1 光纤模式理论 |
| 2.2 光纤耦合模理论 |
| 2.3 光纤布拉格光栅模式耦合 |
| 2.4 少模光纤布拉格光栅模式耦合 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 光纤布拉格光栅的飞秒激光制备技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 飞秒激光相位掩模法制备光纤布拉格光栅 |
| 3.2.1 飞秒激光相位掩模法制备系统 |
| 3.2.2 光纤布拉格光栅光谱特性 |
| 3.3 飞秒激光直写法制备光纤布拉格光栅 |
| 3.3.1 飞秒激光直写法制备系统 |
| 3.3.2 均匀光纤布拉格光栅的制备 |
| 3.3.3 相移光纤布拉格光栅的制备 |
| 3.3.4 啁啾光纤布拉格光栅的制备 |
| 3.4 超结构光纤布拉格光栅的制备及编码应用 |
| 3.4.1 超结构光纤布拉格光栅的制备 |
| 3.4.2 超结构光纤布拉格光栅的编码应用 |
| 3.4.3 编码光纤光栅的加密 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 飞秒激光相位掩模法制备的双芯少模光纤布拉格光栅 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 双芯少模光纤布拉格光栅的相位掩模法制备 |
| 4.3 双芯少模光纤布拉格光栅的模式特性 |
| 4.4 双芯少模光纤布拉格光栅的传感特性 |
| 4.4.1 弯曲响应特性 |
| 4.4.2 温度响应特性 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 飞秒激光直写法制备的双芯少模光纤布拉格光栅 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 逐线型双芯少模光纤布拉格光栅的直写法制备 |
| 5.3 逐线型双芯少模光纤布拉格光栅的光谱特性 |
| 5.4 逐线型双芯少模光纤布拉格光栅的传感特性 |
| 5.4.1 温度响应特性 |
| 5.4.2 弯曲响应特性 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 少模光纤布拉格光栅的轨道角动量模式调控和偏振特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 光纤布拉格光栅模场测试系统 |
| 6.3 逐线型少模光纤布拉格光栅 |
| 6.3.1 光纤光栅的制备及其光谱特性 |
| 6.3.2 光纤光栅的偏振特性 |
| 6.3.3 光纤光栅的轨道角动量模式调控特性 |
| 6.4 手征型少模光纤布拉格光栅 |
| 6.4.1 光纤光栅的制备及其光谱特性 |
| 6.4.2 光纤光栅的偏振特性 |
| 6.4.3 光纤光栅的轨道角动量模式调控特性 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 本论文的创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（10）特种光纤光栅特性及在光纤激光技术中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 光纤光栅概述 |
| 1.1.2 特种光纤光栅的发展方向 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 45 度倾斜光纤光栅研究进展 |
| 1.2.2 大角度倾斜光纤光栅研究进展 |
| 1.2.3 耐高温光纤光栅研究进展 |
| 1.3 研究意义及研究内容 |
| 第2章 光纤光栅耦合模理论 |
| 2.1 光纤光栅的基本耦合模理论 |
| 2.2 光纤布拉格光栅耦合模理论 |
| 2.3 倾斜光纤光栅耦合模理论 |
| 2.4 倾斜光纤光栅全矢量复耦合模理论 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 特种光纤光栅制作 |
| 3.1 光纤光栅制作系统 |
| 3.1.1 光纤载氢系统 |
| 3.1.2 光纤光栅刻写装置 |
| 3.1.3 退火处理 |
| 3.2 倾斜光纤光栅制作技术 |
| 3.2.1 45 度倾斜光纤光栅制作技术 |
| 3.2.2 大角度倾斜光纤光栅制作技术 |
| 3.3 双光束干涉扫描刻写技术 |
| 3.3.1 双光束干涉扫描刻写系统 |
| 3.3.2 特殊波段光纤光栅制作 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 45度倾斜光纤光栅在多波长光纤激光的应用研究 |
| 4.1 45 度倾斜光纤光栅的原理及特性 |
| 4.1.1 45 度倾斜光纤光栅的起偏原理 |
| 4.1.2 45 度倾斜光纤光栅偏振相关损耗 |
| 4.2 全光纤偏振干涉滤波器及多波长光纤激光器 |
| 4.2.1 基于45 度倾斜光纤光栅的全光纤偏振干涉滤波器 |
| 4.2.2 基于全光纤偏振干涉滤波器的多波长光纤激光器装置及原理 |
| 4.2.3 多波长光纤激光器测量结果 |
| 4.3 基于45 度倾斜光纤光栅的单偏振双波长锁模光纤激光器 |
| 4.3.1 双波长激光器原理及装置 |
| 4.3.2 激光器输出特性 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 大角度倾斜光纤光栅特性及在锁模光纤激光的应用研究 |
| 5.1 大角度度倾斜光纤光栅特性研究 |
| 5.1.1 光纤包层模式的有效折射率计算 |
| 5.1.2 大角度倾斜光纤光栅模式特性理论计算 |
| 5.1.3 大角度倾斜光纤光栅特性实验研究 |
| 5.2 大角度度倾斜光纤光栅在锁模光纤激光器中的应用研究 |
| 5.2.1 可饱和吸收体简述 |
| 5.2.2 基于大角度倾斜光纤光栅的可饱和吸收体 |
| 5.2.3 基于大角度倾斜光纤光栅可饱和吸收体的锁模光纤激光器 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 Ia型耐高温光纤光栅及在DBR激光的应用研究 |
| 6.1 Ia型耐高温光纤光栅 |
| 6.1.1 Ia型耐高温光纤光栅基本原理 |
| 6.1.2 Ia型耐高温光纤光栅制作 |
| 6.1.3 Ia型掺镱光纤光栅高温测试 |
| 6.2 基于耐高温光纤光栅的DBR光纤激光器研究 |
| 6.2.1 耐高温DBR光纤激光器研制 |
| 6.2.2 耐高温DBR光纤激光器高温测试 |
| 6.3 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 中英文对照表 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
四、Writing Fiber Grating of Different Wavelength Using the Same Phase Mask（论文参考文献）
- [1]基于新型特种少模光纤光栅的矢量模式转换的研究[D]. 芈月安. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]基于多通道光纤光栅滤波器的2μm波段光纤激光技术研究[D]. 张鲁娜. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]新型耐高温光纤光栅的制备及性能研究[D]. 刘日照. 南京邮电大学, 2020(03)
- [4]D型光纤传感特性研究[D]. 胡志杰. 北京邮电大学, 2020(05)
- [5]基于紫外单侧曝光的少模光纤布拉格光栅的理论和实验研究[D]. 杨钰. 北京交通大学, 2020(06)
- [6]高温光纤布拉格光栅振动传感器设计与研究[D]. 陈宝杰. 中北大学, 2020(02)
- [7]保偏光纤光栅传感器设计[D]. 李骞. 东北石油大学, 2020(03)
- [8]光纤布拉格光栅结构设计、刻制及性能研究[D]. 孙蜜雪. 南京邮电大学, 2019(02)
- [9]少模光纤布拉格光栅的飞秒激光制备技术及特性研究[D]. 杨凯明. 深圳大学, 2019(09)
- [10]特种光纤光栅特性及在光纤激光技术中的应用研究[D]. 王虎山. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2019(05)