| 【中文题名】 | 光纤光栅横向受力和扭转特性的研究 |
| 【英文题名】 | Study on Fiber Grating Characterization by Transverse Force and Torsion |
| 【学科专业】 | 检测技术与自动化装置 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-30 |
| 【中关键词】 | 光纤光栅,耦合模理论,传输矩阵法,横向负载,扭转, |
| 【英关键词】 | Fiber Bragg Grating,Coupled Mold Theory,Transfer Matrix Method,Transverse Load,Torsion, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>光电子技术、激光技术>波导光学与集成光学>光纤元件> |
| 【论文摘要】 |
近年来,利用光纤光栅轴向应变特性设计的传感器,在实际工程测量中已经得到了广泛的应用。但对于光纤光栅横向载荷和扭转作用下反射谱特性的研究还少有报道。本文主要研究了光纤光栅横向受力特性和高双折射光纤光栅的扭转特性。具体内容包括:
首先,本文系统介绍了光纤光栅的基本理论,包括光纤光栅的模耦合理论和传输矩阵法及两种方法的适用范围。对光纤光栅的反射谱特性进行了分析,介绍了光纤光栅应力和温度传感的基本模型。
其次,对光纤光栅在横向负载作用下的反射谱特性进行了分析。详细分析了横向负载作用下反射谱发生分裂的原因、受力关系和反射谱特性。在此基础上对光纤光栅横向局部受力和横向不均匀受力情况下的特性进行了研究。基于传输矩阵法对光纤光栅横向局部受力特性进行了理论分析,研究发现随着局部受力的增加,反射谱发生分裂,且分裂点呈线性、周期性的移动,分裂点的反射率与受力位置的关系为近似的双曲正切关系。对平面应变情况下,光纤光栅横向不均匀受力时的反射谱特性进行分析,得到其各参数与反射谱带宽、反射谱对称波长漂移量的关系。
然后,对光纤光栅扭转作用下的反射谱特性进行了分析。基于高双折射光纤的扭转特性和光纤光栅的耦合... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-10 |
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第1章 绪论 |
10-20 |
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1.1 引言 |
10-11 |
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1.2 光纤光栅技术的发展 |
11-14 |
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1.2.1 光纤光栅的制作技术 |
11-12 |
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1.2.2 光纤光栅敏化与封装技术 |
12-13 |
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1.2.3 光纤光栅信号解调技术 |
13-14 |
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1.3 光纤光栅传感器的设计及应用 |
14-18 |
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1.3.1 光纤光栅传感器的设计 |
14-16 |
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1.3.2 光纤光栅传感器的应用 |
16-18 |
|
1.4 本论文的研究目的和主要内容 |
18-20 |
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1.4.1 本文的研究目的 |
18-19 |
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1.4.2 本文的主要内容 |
19-20 |
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第2章 光纤光栅的基本理论 |
20-32 |
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2.1 光纤光栅的模耦合理论 |
20-22 |
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2.2 光纤光栅的传输矩阵法 |
22-25 |
|
2.3 光纤光栅传感模型分析 |
25-31 |
|
2.3.1 光纤光栅的应力传感模型 |
26-29 |
|
2.3.2 光纤光栅的温度传感模型 |
29-31 |
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2.4 本章小结 |
31-32 |
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第3章 光纤光栅横向受力特性分析 |
32-56 |
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3.1 光纤光栅横向均匀受力特性分析 |
32-38 |
|
3.2 光纤光栅横向局部受力特性分析 |
38-51 |
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3.2.1 光纤光栅横向局部受力反射谱模型的建立 |
39-41 |
|
3.2.2 光纤光栅横向局部受力反射谱特性的分析 |
41-51 |
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3.3 光纤光栅横向不均匀受力特性分析 |
51-55 |
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3.3.1 参数K 值的影响 |
53-54 |
|
3.3.2 参数F_0 值的影响 |
54-55 |
|
3.4 本章小结 |
55-56 |
|
第4章 光纤光栅扭转特性分析 |
56-78 |
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4.1 高双折射光纤光栅扭转模型建立 |
56-61 |
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4.1.1 传输矩阵描述 |
56-59 |
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4.1.2 模耦合理论描述 |
59-61 |
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4.2 扭转高双折射光纤光栅反射谱特性分析 |
61-77 |
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4.2.1 耦合方程特征根的分析 |
61-69 |
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4.2.2 λ_C 邻域内反射谱特性分析 |
69-77 |
|
4.3 本章小结 |
77-78 |
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第5章 光纤光栅受力特性的实验分析 |
78-92 |
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5.1 光纤光栅横向受力实验分析 |
78-87 |
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5.1.1 光纤光栅横向均匀受力实验分析 |
78-82 |
|
5.1.2 光纤光栅横向局部受压实验分析 |
82-86 |
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5.1.3 光纤光栅横向不均匀受力实验分析 |
86-87 |
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5.2 扭转高双折射光纤光栅的实验分析 |
87-90 |
|
5.3 实验误差分析 |
90-91 |
|
5.4 本章小结 |
91-92 |
|
结论 |
92-94 |
|
论文主要完成的工作: |
92-93 |
|
论文具有新意的工作: |
93 |
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进一步工作的设想: |
93-94 |
|
参考文献 |
94-99 |
|
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
99-100 |
|
致谢 |
100-101 |
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作者简介 |
101 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.341647 |
