飞秒激光制备光纤光栅及其传感特性研究

飞秒激光制备光纤光栅及其传感特性研究

论文摘要

光纤布拉格光栅是光纤通信、光纤传感以及光纤激光器当中的关键器件。传统的刻写光纤布拉格光栅的方法是基于纳秒量级的紫外光源的方案。本论文的工作是基于使用飞秒激光作为刻写光栅的光源展开的,主要从理论分析、数值模拟和实验研究等方面开展了以下工作:1.详细介绍了光纤布拉格光栅相关的理论,包括耦合模式理论以及飞秒激光对光纤折射率进行调制的机理,重点分析了飞秒激光与透明介质相互作用过程中的电离机制。2.搭建了飞秒脉冲激光刻写光纤光栅的实验系统,介绍了各实验装置的参数和设置,在此基础上对光路的调节步骤进行了详细的说明。3.开展了飞秒激光刻写光纤布拉格光栅的实验研究。在此基础上,重点开展了飞秒激光刻写倾斜光纤布拉格光栅的实验研究。4.开展了飞秒激光刻写的倾斜光纤光栅在矢量弯曲传感领域的应用研究。基于该倾斜光纤光栅的矢量弯曲传感器在两个维度上具有不对称性,因此可以用来测量来自于任何一个方向的弯曲的大小。实验结果与理论符合很好。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 光纤光栅的发展现状和研究意义
  • 1.3 倾斜光纤光栅的研究进展
  • 2 光纤光栅原理及制备方法
  • 2.1 光纤光栅的理论模型
  • 2.2 光纤光栅制备方法
  • 2.3 光纤光栅的应用
  • 2.4 本章小结
  • 3 飞秒脉冲激光制备光纤布拉格光栅的实验研究
  • 3.1 飞秒激光制备光纤光栅的机理
  • 3.2 飞秒激光制备光纤光栅的实验系统
  • 3.3 光纤光栅的制备及其特性
  • 3.4 本章小结
  • 4 倾斜光纤光栅用作多方向弯曲传感的实验和理论研究
  • 4.1 倾斜光纤光栅的模式特性
  • 4.2 倾斜光纤光栅用于多方向传感的机制和理论模型
  • 4.3 倾斜光纤光栅用于多方向弯曲传感的实验结果及理论解释
  • 4.4 本章小结
  • 5 总结和展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录 1 攻读学位期间发表论文目录
  • 相关论文文献

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