毕业设计（论文）--基于Bragg光栅磁场测量解调系统的研究

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1、西安邮电大学毕业设计(论文)开题报告课题名称：基于Bragg光栅磁场测量解调系统的研究电子工程学院学院光电子技术系系（部）光电信息工程专业班学生姓名：学号：指导教师：报告日期：2012年3月30日1．本课题所涉及的问题及应用现状综述光纤光栅是最近几年发展最为迅速的光纤无源器件之一。自从1978年K.O.Hill等人首先在掺锗光纤中采用驻波写入法制成世界上第一只光纤光栅以来，由于它有许多独特的优点，因而在光纤通信中，光纤传感等领域均有广阔的应用前景。随着光纤光栅制造技术的不断完善，应用成果的日益增多，使得光纤光栅成为目前最优发展前途，最具代表性的光纤无源器件之一。由

2、于光纤光栅的出现，使许多复杂全光通信和传感网成为可能，极大地拓宽了光纤技术的应用范围。2．本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析利用光纤光栅测量磁场的传统方法是测量波长的改变量，此方法精度低而且高频响应也差。A.Kersey等人提出了一种直接测量磁场的方法，基本原理是在外加磁场的作用下，光纤光栅中的左旋和右旋圆偏光的布拉格反射波长发生漂移，只需测出此漂移量就可以直接确定磁场的大小，但是由于石英材料的费尔德常量很小，磁场导致的反射谱分裂很小。光纤光栅测电磁场的解调系统是根据磁场与光纤光栅偏振相关损耗（PDL）成正比的原理，运用1/4波片将

3、左旋圆偏振光和右旋圆偏振光转化为线偏振光，再根据检测出的两偏振光的光强计算出磁场强度，这种方法灵敏度高，高频效应好、对温度不敏感，克服了传统的光纤光栅测量电磁场的不足。如果磁场在0~量级之间，PDL值将与磁场成正比。利用该特性，可以来测量磁场的大小。为了便于测量，一般采用PDL的峰值来测量磁场。磁场变化时，PDL峰值对应波长发生相应变化。对应波长变化量很小，当磁场变化1000Gs时，两反射波长变化量仅为0.042pm。当磁场在0~量级之间，PDL谱峰值对应波长可近似认为不变，因此通过测量PDL的峰值波长对应左旋与右旋偏振光的能量得出PDL值，即可解调出磁场大小与变

4、化。3．完成本课题的工作方案1.调研光纤光栅传感技术现状及相关知识。2.调研分析利用光纤光栅磁场测量的必要性。3.结合当前光纤光栅技术的发展情况，探索磁场测量解调系统的方案，并给出解决方案。4.关于光纤光栅传感系统，要对光的偏振，波片，光学基本解调系统有深刻的认识，在此基础上，结合光纤光栅，以及温度、应力、压力对光纤光栅传感的影响，完成磁场测量解调系统。5.然后用一个月的时间进行系统的规划研究，最终对Bragg光纤光栅磁场测量解调系统做出合理的分析。6.撰写论文，完成论文初稿；最后完善并修改毕业论文。4．指导教师审阅意见指导教师(签字)：年月日西安邮电大学毕业设计

5、(论文)成绩评定表学生姓名性别学号专业班级课题名称基于Bragg光栅磁场测量解调系统的研究课题类型理论研究难度难毕业设计（论文）时间2012年　2月　27日-　6月　17日指导教师课题任务完成情况论文15.3(千字)；设计、计算说明书(千字)；图纸(张)；其它(含附件)：指导教师意见分项得分：开题调研论证分；课题质量（论文内容）分；创新分；论文撰写（规范）分；学习态度分；外文翻译分指导教师审阅成绩：　　　　指导教师(签字)：　　　　　　　　2012　年　月　日评阅教师意见分项得分：选题分；开题调研论证分；课题质量（论文内容）分；创新分；论文撰写（规范）分；外文翻译

6、分评阅成绩：　　　　评阅教师(签字)：　　　　　　　　2012年　月　日验收小组意见分项得分：准备情况分；毕业设计（论文）质量分；（操作）回答问题分验收成绩：　　　验收教师(组长)(签字)：　　　　　　　　2012　年　月　日答辩小组意见分项得分：准备情况分；陈述情况分；回答问题分；仪表分答辩成绩：答辩小组组长(签字)：　2012年月日成绩计算方法(填写本系实用比例)指导教师成绩20(％)评阅成绩30(％)验收成绩30(％)答辩成绩20(％)学生实得成绩(百分制)指导教师成绩评阅成绩验收成绩答辩成绩总评答辩委员会意见毕业论文(设计)总评成绩(等级)：院(系)答辩委

7、员会主任(签字)：院(系)(签章)年月日备注目录摘要IABSTRACTII引言11光纤光栅的基本概念21.1光纤的基本概念21.2光纤光栅器件21.2.1光纤光栅21.2.2光纤光栅的光学特性31.2.3光纤光栅的分类41.3光纤光栅传感系统51.3.1光纤光栅系统的组成51.3.2光纤光栅传感系统中的无源器件51.4光纤光栅传感器62光的解调及解调系统理论分析72.1光的偏振72.1.1光的偏振72.1.2偏振相关损耗72.2波片102.2.1波片102.2.21/4波片112.3基于偏振效应的光纤光栅磁场传感器原理122.4Bragg波长变化量与磁场的关系15

8、2.5圆偏