畢設(shè)論文CO2激光制備長周期光纖光柵及傳感特性測試?yán)罹串厴I(yè)論文

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）CO2 激光制備長 周 期 光 纖 光 柵及 傳 感 特 性 測 試?yán)?敬燕山大學(xué)里仁學(xué)院2014 年 6 月本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué) 院：里仁學(xué)院 專 業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù) 學(xué)生姓名： 李 敬 學(xué) 號(hào)：101308061221 指導(dǎo)教師： 齊躍峰 答辯日期：2014 年 6 月 21 日CO2 激光制備長周期光纖光柵及傳感特性測試燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 任務(wù)書學(xué)院：里仁學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位：電子工程系學(xué)號(hào) 101308061221 學(xué)生姓名 李敬 專業(yè)班級(jí) 10 級(jí)電子科學(xué)與技術(shù)題目名稱 CO2 激光制備長周期光纖光柵及傳感特性測試題目性質(zhì)1.理工類：工程設(shè)計(jì)（） ；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（） ；理論研究型（） ；計(jì)算機(jī)軟件型（） ；綜合型（） 。2.文管類（） ；3.外語類（） ；4.藝術(shù)類（） 。題目類型 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（） 2.論文（）題目題目來源 科研課題（） 生產(chǎn)實(shí)際（）自選題目（） 主要內(nèi)容在理論研究的基礎(chǔ)上，利用 CO2 激光器，實(shí)現(xiàn)長周期光纖光柵的制備，并對(duì)其特性進(jìn)行測試；對(duì)影響光柵特性的因素進(jìn)行分析，例如掃描時(shí)間、激光功率、掃描次數(shù)、光柵周期等；對(duì)制備的光柵進(jìn)行測試，觀察其對(duì)溫度、折射率、應(yīng)力等的敏感特性。此種光柵具有纖芯不用摻雜，制備工藝相對(duì)簡單，光柵性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。基本要求1.光纖光柵原理；2.掌握長周期光柵理論及制備方法；3.用 CO2 激光器實(shí)現(xiàn)長周期單模光柵的制備；4.制備出的長周期激光器進(jìn)行傳感性能測試；5.完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的寫作。參考資料1.饒?jiān)平?，王義平，朱濤光柵光纖原理及應(yīng)用 科學(xué)出版社 2006.82.李彬，裴麗，董小偉長周期光纖光柵的幾種制作方法 2003.63.饒?jiān)平鞚?，冉曾令高頻 CO2 激光脈沖寫入的新型長周期光纖光柵在光通信中的應(yīng)用 2004.74.嚴(yán)明CO 2 激光制作的長周期光纖光柵特性及應(yīng)用研究上海交通大學(xué)論文.2008.065.王義平.新型長周期光纖光柵特性研究.重慶大學(xué)博士論文.2003.05周 次 14 周 58 周 912 周 1316 周 1718 周應(yīng)完成的內(nèi)容閱讀資料掌握光纖光柵原理光柵刻寫系統(tǒng)搭建，實(shí)現(xiàn)光柵刻寫光柵性能測試結(jié)果分析整理資料撰寫論文準(zhǔn)備答辯指導(dǎo)教師：齊躍峰職稱：教授 2014 年 1 月 7 日系級(jí)教學(xué)單位審批：2014 年 1 月 7 日摘 要I摘 要長周期光纖光柵是光柵周期為幾十到幾百微米的光纖光柵，耦合發(fā)生在同向傳輸模式之間，它的特性是將導(dǎo)波中某頻段的光耦合到包層中損耗掉而讓其他頻段的光通過，屬于透射型帶阻濾波器。長周期光纖光柵具有插入損耗小，背向反射低，穩(wěn)定性高，不受電磁干擾，全兼容于光纖，傳感特性好以及制作成本較低等優(yōu)點(diǎn)，在光纖光柵傳感領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。其制備方法主要有紫外曝光法，機(jī)械感生寫入法和 CO2 激光脈沖寫入法，其中 CO2 激光脈沖寫入法以其的靈活方便的優(yōu)勢得到了大家的廣泛關(guān)注。本文主要對(duì) CO2 激光脈沖寫入法進(jìn)行研究，分析其成柵機(jī)理，探索CO2 激光脈沖法制備光纖光柵理論基礎(chǔ)耦合模理論，分析實(shí)驗(yàn)中打標(biāo)速度，掃描次數(shù)，掃描周期對(duì)光柵制備的影響，在常規(guī)單模通信光纖上制備長周期光纖光柵，并分析其溫度、應(yīng)變、折射率傳感特性。關(guān)鍵詞 長周期光纖光柵；CO 2 激光器；傳感特性測試；耦合模理論燕山大學(xué)里仁學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIAbstractLong period fiber grating is grating period for dozens to hundreds of micron fiber Bragg grating, coupling occurs between synthetic transmission mode, the feature is at certain frequencies of guided wave optical coupling to the cladding loss away through other frequencies of light, belongs to the transmission type band-stop filter.Long period fiber grating has low insertion loss, low back reflection, high stability, is not subject to electromagnetic interference, fully compatible with optical fiber, sensing properties and low production cost, has very extensive application in the field of fiber Bragg grating sensor. Its preparation methods mainly include ultraviolet exposure method and CO2 laser pulse write method, in which CO2 laser pulse writing method with the advantages of flexible and convenient to get everyones attention.CO2 laser pulse write method this paper researched and analyzed its gate mechanism, explore the CO2 laser pulses of fiber Bragg grating theory, prepared by the coupled mode theory, the analysis of the experiment, marking speed, scanning frequency, the influence of the preparation of raster scan cycle, on the conventional single mode fiber was prepared by long period fiber grating, and analyzes the temperature, strain, refractive index sensing properties.Key words Long period fiber grating;CO2 laser; testing long period fiber grating characteristic; the mode coupling theoryIII目 錄摘 要 .IAbstract.II第 1 章 緒 論 .11.1 長周期光纖光柵 .11.2 長周期光纖光柵的制備方法 .21.2.1 紫外曝光法 .21.2.2 CO2 激光脈沖法 .31.2.3 機(jī)械壓力法 .31.3 長周期光纖光柵制備方法的研究現(xiàn)狀 .41.4 本課題意義及主要研究內(nèi)容 .5第 2 章 CO2 激光脈沖法長周期光纖光柵成柵機(jī)理 .72.1 引 言 .72.2 CO2 激光成柵機(jī)理 .72.2.1 殘余應(yīng)力的釋放 .82.2.2 密度的變化 .82.2.3 摻雜劑熱擴(kuò)散 .92.2.4 熔融變形 .102.3 氫載對(duì) CO2 激光寫入法的影響 .112.4 本章小結(jié) .12第 3 章 長周期光纖光柵的耦合模理論 .143.1 自耦合和交叉耦合率 .143.2 諧振波長和帶寬 .173.3 本章小結(jié) .18第 4 章 CO2 激光制備長周期光纖光柵實(shí)驗(yàn) .204.1 CO2 激光制備長周期光纖光柵 .204.2 CO2 激光制作長周期光纖光柵的實(shí)驗(yàn)裝置 .20IV4.3 影響長周期光纖光柵特性因素的分析 .234.3.1 打標(biāo)速度對(duì)刻?hào)诺挠绊?.234.3.2 掃描次數(shù)對(duì)刻?hào)诺挠绊?.254.