光纤光栅复合腔激光器特性及传感的研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文光纤光栅复合腔激光器特性及传感研究姓名：柴全申请学位级别：硕士专业：光学工程指导教师：张建中201103光纤光栅复合腔激光器特性及传感研究摘要近年来，光纤传感器由于其优越的性能得到了快速的发展。同时随着光纤光栅技术的不断成熟，光纤光栅激光器的研究成为了热点。光纤光栅激光器不仅能作为光纤传感系统的光源部分，还可以直接作为光纤传感系统的传感元件。光纤激光器具有光纤光栅的窄带宽、高灵敏度的特点，同时还通过光栅构成激光器的谐振腔解决了光纤光栅信号信噪比低的问题。基于光纤光栅激光器的传感器，对外界环境的微小变化如应变、温度、声场等具有非

2、常高的敏感特性，因此光纤光栅激光传感器成为了近几年来研究的热点之一。本文主要研究光纤光栅复合腔激光器的特性及其在传感领域的应用。光纤光栅复合腔激光器是一种改进的DBR激光器。本文从光纤激光器的速率方程出发，利用光纤光栅的传输矩阵，对光纤光栅复合腔激光器的动态特性和稳态特性做了理论分析和仿真。在此基础上制作并实际测试了光纤光栅复合腔激光器的性能。本文重点研究了反馈效应对光纤光栅复合腔激光器输出的影响。构成复合腔激光器外腔的光纤存在着瑞利散射和端面反射。本文分别讨论了瑞利散射和光纤端面反射引入的反馈效应对复合腔激光器的影响，对光纤端面反射引入的反馈效应做了

3、大量仿真实验。结果表明，引入反馈后的光纤光栅复合腔激光器的输出与激光器的腔长、激光器腔镜的反射率、外腔的长度和外腔的反馈系数相关。合适的参数对一定频率范围的信号响应灵敏，这种特性可以用于传感领域。通过对光纤光栅复合腔激光器的理论特性分析研究，本文对光纤光栅复合腔激光器的传感应用做了一定的实验研究。利用光纤光栅复合腔激光器做传感元件，采用强度型解调方案，测量了空间声场信号和水声信号；制作了基于反馈效应的光纤光栅复合腔激光器传感器，测量了空间声场信号和水声信号。实验结果表明，后者的参数更为灵活，调整更为简单，同时可以有效的保护复合腔激光器，降低整个传感系统

4、的成本，具有广阔的发展前景。关键词：光纤光栅；复合腔激光器；反馈；光纤传感哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractInrecentyears，6ber-0ptics％sorha8beenrapiddevel0】陋entbecauseofitss．uperiorperf．0m孤cc．Astechn0109)rcont如Iu懿t0manlre6ber黟atin&fibcrbragggrating(FBG)b鹊edDBR锄dDFBfiber1aserh嬲becomeahotresearch．Notonly懿也elightsourceofsens地syst锄

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