光纤光栅原理及问题研究报告.课件.ppt

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1、光纤光栅原理及应用问题研究报告报告人：方良2012-10-10目录1、发展概况2、耦合模理论3、分类及应用目录目录目录目录4、制作方法1、发展概况、发展概况光通讯系统中如果没有光纤光栅就好比传统光学系统中没有镜片一样难以置信！在通信、传感等领域均有广阔的应用 2、耦合模理论、耦合模理论正规光波导中的麦克斯韦方程组：将电矢量，磁矢量和微分算符分为横向和纵向：2、耦合模理论、耦合模理论将方程组（1）中前两个方程两边取旋度并利用后两式消去整理后得：其中(2-a,b)表明了光波导中电场横向分量和磁场横向分量的相互关系2、耦合模理论、耦合模理论正规光波导中，折射率分布与纵向无关，即，利用式2-a，b就化

2、为：(3-a，b)把非正规光波导的横向场展开成一系列正规光波导的横向场的线性叠加：(4-a,b)将上两式分别代入2,3式中，整体得到：2、耦合模理论、耦合模理论2、耦合模理论、耦合模理论同理得：（6）2、耦合模理论、耦合模理论在无耦合的情况下，方程5、6右边为零，联立两式得到一个二阶奇次线性微分方程，+代表沿z轴正方向传播的波，-表示沿z轴负方向传播的波。（7）解得：2、耦合模理论、耦合模理论均匀光纤布拉格光栅纤芯处的折射率分布为，光纤光栅的模式耦合主要发生在基膜的正向模和反向模之间的耦合，于是v,u都取1，又由于弱导情况下2、耦合模理论、耦合模理论于是，光栅反射率和透射率为整个分析求解过程中

3、物理量的演变情况均匀光栅的反射谱2、耦合模理论、耦合模理论3、分类及应用、分类及应用光纤光栅相移相移 产生一个窄带取样取样 反射谱呈梳状，梳状滤波器，波分复用 切趾切趾 抑制旁瓣，改善色散啁啾啁啾 色散补偿倾斜倾斜 随倾斜角的增大，反射率降低，带宽变窄，中心波长向长波长移动 布拉格光纤光栅长周期光纤光栅纤芯基膜与包层模之间的耦合均匀均匀Bragg 光纤激光器、光纤传感器、光纤波分复用/解复用等3、分类及应用、分类及应用光纤布拉格光栅可以广发用于应变、温度、压力及动态电磁场等的测量，测量原理是其中心波长 随着这些外界物理参数的变化而变化。用于石油、化工和大型建筑等方面的安全监测。一、在传感领域的

4、应用一、在传感领域的应用太空飞船X-38的再入式实验飞行器（NASA图片）传感器布测区域传感器布测区域分布式温度传分布式温度传感方案感方案分布式应力分布式应力传感方案传感方案输出信号输出信号 植入光纤植入光纤温度传感元温度传感元输入信号输入信号输出信号输出信号埋入光纤应埋入光纤应力传感元力传感元输入信号输入信号光纤监测网损伤探测损伤探测太空飞船太空飞船X-38上用于健康监测的光纤光栅传感网络上用于健康监测的光纤光栅传感网络3、分类及应用、分类及应用二、在通信领域的应用二、在通信领域的应用在光通信网络中作光纤激光器、光纤放大器、滤波器、波分复用解复用器以及色散补偿器等。4、制作方法、制作方法分波阵面干涉法和相位掩模谢谢！谢谢！