基于bragg的光栅磁场测量解调系统研究毕业论文

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1、西安邮电大学毕业设计（论文）题目基于Bragg光栅磁场测量解调系统的研究目录摘要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

2、变化量与磁场的关系152.5圆偏光透过1/4波片后偏振态及能量分析153解调系统的设计173.1解调可行性分析173.1.1磁场变化对PDL谱的影响173.1.2左旋与右旋圆偏振光的产生173.1.3线偏振光分离的方法183.1.4光纤光栅的选择183.1.5解调算法183.2系统仿真及分析19结束语23致谢24参考文献25摘要光纤光栅作为一种新型光器件，主要用于光纤通信、光纤传感和光信息处理。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

3、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（Verdet）常量很小，磁场导致的反射谱分裂很小，目前最普遍的光谱分析仪的精度约50pm,检测起来较困难。本文提出了一种新的使用光纤光栅测电磁场的方法。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。这种方法具有灵敏度高，高频效应好、对温度不敏感等优点，克服了传统的光纤光栅测量电磁场的不足。关键词：光纤光栅，磁场，偏振相关损耗（PDL）

4、，1/4波片ABSTRACTFibergratingisanewtypeofopticaldevicesforopticalfibercommunication,opticalfibersensingandopticalinformationprocessing.Thetraditionalmethodsofmeasuringmagneticfieldsusingfibergratingismeasuringthechangeinwavelength.Thismethodoflowprecisionandhigh-frequencyresponseisalsopoor.

5、A.Kerseyputforwardadirectmeasurementofthemagneticfieldwhosebasicprincipleisthatundertheeffectofanexternalmagneticfield,theleft-handandtheright-handcircularpolarizedBraggreflectionwavelengthinthefibergratingdrift,someasurethedriftandthendeterminethesizeofthemagneticfield.However,duetothes

6、mallquartzmaterialconstant,themagneticfieldcausedbythereflectionspectrumofsplitisverysmall,andthemostcommonspectrumanalyzeraccuracyis50pm,makingitmoredifficulttodetectthemagneticfield.ThispaperpresentsanewmethodofmeasuringelectromagneticfieldsusingfiberBragggrating.Thesystemisbasedonmagn

7、etic,andopticalfibergratingpolarizationloss(PDL)isproportionaltotheprinciple.Conversetheleftcircularlypolarizedlightandrightcircularlypolarizedlightintolinearlypolarizedlightusing1/4waveplate,andthenstrongmagneticfieldstrengthiscalculatedaccordingtothetwopolarizedlight.Th