基于白光干涉技术光纤光栅光学特性测量方法的研究

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1、AstudyofopticalpropertymeasurementforfibergratingbasedonwhitelightinterferometryByLiGuoshuiADissertationSubmittedtoChinaJiliangUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringChinaJiliangUniversityApril,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果

2、，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留、使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适

3、用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中图分类号TN247学校代码10356UDC535密级公开硕士学位论文MASTERDISSERTATION基于白光干涉技术的光纤光栅光学特性测量方法研究Astudyofopticalpropertymeasurementforfibergratingbasedonwhitelightinterferometry作者李国水导师李青教授申请学位工学硕士培养单位中国计量学院学科专业检测技术与自动化装置研究方向光纤传感与光学检测二〇一三年四月4致谢本论文是在李青老师、陈哲敏老师的悉心指导

4、下完成的。从课题的选题到实验研究与论文撰写，感谢老师每一步对我的悉心教导。详细的诠释和耐心的解答都让我受益匪浅，收获颇多。感谢实验室李雄、施格、童仁园、李宏洋、王燕杰、池金谷老师，以及雷波、时劲松、蒋文斌、周振、杜通波、周艳、胡鹏兵、孟庆强等同学在生活和课题研究中给予我热情的帮助。学术上的讨论，众人的智慧，是课题灵感的催化剂。感谢在校期间所有给予我帮助和关心的老师和同学们。我的成绩与他们的指导和帮助是无法分开的。感谢我的父母和家人，感谢他们对我的栽培与呵护，感谢他们无时无刻给我的鼓励，给我的温暖，给我不懈的动力和不索回报的付出。感谢宿舍的兄弟在这两年半

5、的研究生生活中，所带来的许许多多的欢乐与互勉。借论文即将完成之际，向所有给予我帮助和关怀的老师们和同学们献上我最诚挚的敬意和最衷心的感谢。感谢于百忙之际评阅论文和参加答辩的各位专家、教授！李国水2013年4月基于白光干涉技术的光纤光栅光学特性测量方法研究摘要：光纤光栅是利用光纤材料的光致折射率变化效应，用紫外激光向光纤纤芯内由侧面写入，形成折射率周期变化的光栅结构，是一种新型的全光纤无源器件。光纤光栅具有灵敏度高、线性度好、重量轻、体积小、抗电磁干扰、易于实现分布式测量等优点，已广泛应用于光纤传感和光纤通信领域，随着光纤光栅应用规模和应用领域的持续扩大

6、，光纤光栅制作技术的持续改进，人们对光纤光栅自身光学特性测试的需求越来越迫切，发展高分辨率的测量技术、研制高分辨率的光纤光栅光学特性测量系统具有很大的应用价值。白光干涉技术用于测量光器件细微结构方面时，具有高分辨率、高灵敏度的特点。本文表明白光干涉技术应用于光纤光栅光谱及其结构参数的测量上具有很大的潜力。论文内容主要有以下几个方面：1.基于耦合模理论分析了光纤光栅折射率调制分布、长度等结构参数与光纤光栅光谱的内在联系，并分析了光栅折射率调制深度和长度对光谱特性的影响。概述了常用的光纤光栅结构参数重构算法，对离散分层算法和积分分层算法进行详细的理论推导，

7、给出算法步骤，并对两种算法的结果进行验证。2.从光的干涉原理出发，阐述白光干涉法测量光纤光栅反射谱的基本原理和数据处理方法。建立起基于白光干涉技术的反射谱测量系统，对系统的关键部分进行了详细说明，介绍光路调试方法，系统运行参数的设置，给出了所测光谱分辨率的表达式。3.制作高反射率光纤光栅进行实验，分析系统测量光纤光栅长度和折射率调制分布的可行性，对测得的光谱结果进行分析，验证了该测量方法的可行性。关键词：光纤光栅；白光干涉；重构；光谱中图分类号：TN247UDC:535IAstudyofopticalpropertymeasurementforfibe

8、rgratingbasedonwhitelightinterferometryAbstract