【摘 要】
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论文研究了长周期光纤光栅的模式耦合、谱特性、应变传感特性、温度传感特性、折射率传感特性、扭转特性,以及镀金属包层长周期光纤光栅的特性等.在理论上给出了严格的2-3层
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论文研究了长周期光纤光栅的模式耦合、谱特性、应变传感特性、温度传感特性、折射率传感特性、扭转特性,以及镀金属包层长周期光纤光栅的特性等.在理论上给出了严格的2-3层介质模型长周期光纤光栅的纤芯模的自耦合常数表达式以及纤芯模到包层模的耦合常数表达式(未进行弱导近似),比较了2-2与2-3层介质模型长周期光纤光栅的耦合常数的差别.研究了纤芯模被耦合到不同包层模的耦合常数分布,这对选择利用不同包层模,尤其是利用高阶包层模的长周期光纤光栅具有参考意义. 利用光纤及长周期光纤光栅在多数通信波段内表现出的线性特性,研究了长周期光纤光栅的谱特性,特别是利用不同包层模时的谱特性的差别.利用热光效应和受温度影响的光纤的本征方程以及光栅的相位匹配条件研究了长周期光纤光栅的温度传感特性.从理论上研究了长周期光纤光栅的折射率传感特性.给出了三层介质光纤的纤芯模的本征方程,并利用这一方程研究了薄包层长周期光纤光栅的折射率敏感性,给出了折射率灵敏度的表达式.当包层半径较小时,长周期光纤光栅的折射率灵敏度增加.对紫外写入的长周期光纤光栅的扭转特性进行了实验研究和定性的理论分析.给出了金属包层光纤的包层模的本征方程,以及这一复本征方程的求解方法.对应变和折射率传感,低阶包层模灵敏度较低,而高阶包层模则比较合适,灵敏度较大,而且谱较窄.但对温度传感,低阶包层模较合适.相反,对通信领域的应用,高阶包层模较为合适,因为它们的温度灵敏度小,则热稳定性会好一些.
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