光纤布喇格光栅封装技术研究

光纤布喇格光栅(FBG)封装技术是光器件集成化中的一项关键技术.提出了一种全部注胶的封装方案,由于胶水固化时所产生的应力使得光纤布喇格光栅的性能出现劣化,反射谱和透射谱出现多峰.在第二套封装方案中,通过减少注胶范围和增加保护结构,实现了性能良好的封装方案,FBG反射谱和透射谱形状均正常.     

光纤布喇格光栅应变传感器

介绍了基于芯内布喇格光栅的光纤应变传感器，讨论了有关的技术及其特点。     

光纤布喇格光栅应力双折射的研究

实验研究了侧向挤压作用下的光纤布喇格光栅(FBG)产生的应力双折射现象,提出了一种消除横向应力对温度交叉敏感的简单而又有效的方法,从理论和实验上进行了分析与验证.研究表明,对FBG施加侧向挤压产生的双折射导致普通光纤布喇格光栅存在两个满足布喇格条件的反射光谱,且双峰间距在100 ℃的温度范围内变化了0.055 nm,利用该双峰间距的变化可消除温度传感中横向应力对它的交叉敏感,实现对温敏系数的修正及温度的校正,实验中测得的原始温敏系数是0.013 8 nm/℃,对温敏系数修正了0.005 nm/℃,对变化的温度校正了4 ℃.     

光纤布喇格光栅的低温传感特性研究

为了解决光纤光栅在低温环境中的应用问题,该文从光纤布喇格光栅(FBG)的传感理论出发,通过深入分析了FBG在-60~25 ℃时热光系数和热膨胀系数的变化。采用2根未封装的FBG进行实验验证,得到了FBG在低温环境下的响应情况。研究结果表明,FBG在低温环境下具有良好的响应和重复性,这对FBG在低温环境中的应用具有重要指导意义。     

光纤布喇格光栅制作技术的发展

介绍和比较了几种制作光纤布喇格光栅的主要方法，并对用这些方法制作的光纤布喇格光栅的性能和特点作了分析及说明。     

光纤布喇格光栅的低温特性

我们测量了光纤布喇格光栅在４．２￣３５０Ｋ温度范围内布喇格波长与温度的关系。室温时（２９３Ｋ）实测的波长与温度的关系对应折射率与波长的关系,为ｄｎ／ｄＴ＝９．１×１０＾－６／℃,这与熔凝氧化硅早期的测试结果一致,然而ｄｎ／ｄＴ值随温度的降低而减小,液态氮温度（７７Ｋ）时降为３．５×１０＾－６／℃,而液态氦温度（４．２Ｋ）时近似为零。埋置在复合材料中的光纤光栅布喇格波长的温度特性与非埋置光栅相同。     

光纤布喇格光栅应力增敏理论研究

提出了一种光纤布喇格光栅应力增敏的模型,推导了该模型的应力与光纤布喇格光栅中心波长相对偏移量之间的关系,以及增敏后的光纤布喇格光栅应力响应灵敏度系数的表达式,给出了该增敏模型的弹性模量计算公式,指出通过适当选择弹性体的弹性模量和尺寸,可以提高光纤布喇格光栅应力响应灵敏度。     

光纤布喇格光栅在光纤通信中的应用

文章介绍了一种新型的光无源器件－芯内光纤布喇格光栅在光纤通信领域中的应用，分析了光纤布喇格光栅器件的性能以及存在的某些问题。     

布喇格光栅人体温度检测系统的研究

采用有限元分析方法,根据人体温度的特性,建立了人体臂膊的温度场数学模型,为医用光纤布喇格光栅(FBG)测量人体温度提供理论依据.设计并实现了一种新的光纤光栅人体温度监测系统,通过对单波长的脉冲激光进行调制,形成超窄带的脉冲激光,高速光电检测系统检测出布喇格光栅的反射谱线,通过ARM信号处理系统分析反射谱线功率谱特性,确...     

基于光纤光栅应变花的平面应变状态实验分析

提出并实现了直角与三角形两种光纤光栅(FBG)应变花方案,分别由在1根光纤上实现准分布的3个FBG制成。将之粘贴存等强度梁上,判断主应变方向及大小,研究其平面应变测量性能。试验结果显示,测量主应变方向同实际方向符合,两种应变花测量结果一致。     

基于光纤光栅传感技术的桥梁结构内部应变监测

利用预先埋入的光纤布拉格光栅(FBGs)实现了实际大型钢筋混凝土工程结构的内部应变监测。在施工期间，将多个FBGs传感器布设到黑龙江呼兰河大桥内部，探索了在建筑施工现场对光纤传感器进行安装、埋入以及传感线路保护的解决方案，并在桥梁施工、桥梁静载实验和桥梁运营阶段监测了呼兰河大桥局部的应变响应。现场实验表明，本系统满足土木工程结构长期健康监测的要求，为建立重要工程设施的结构健康监测系统奠定了基础。     

包层变化型光纤光栅传输特性研究

运用传输矩阵理论分析了一种包层半径变化的光栅结构。对包层形状变化取不同形式的光栅传输特性进行了模拟。研究发现,包层半径沿z轴非单调变化将比单调变化时具有更好的方波形反射谱;当半径变化因子g取0．1,包层形状为sin型及外加应力F为1．0N时,可以得到带宽为0．9nm,中心波长为1．55685μm的方波形反射谱。对光栅施加外力时的应变响应进行了研究,发现其对应力也是非常敏感的。     

基于多子群竞争进化规划算法的光纤光栅设计

从光栅传输矩阵分析法出发,提出了一种基于多子群竞争进化规划算法的光纤Bragg光栅(FBG)设计方法,进而设计了用于滤波的均匀FBG和用于色散补偿的啁啾FBG(CFBG)的结构参数.结果表明,本文设计方法可直接确定FBG的结构参数,在不同的设计精度要求下所设计的FBG分析曲线与目标曲线吻合很好,所采用算法具有比传统的进化规划算法快几10倍的收敛速度和更好的稳定性.     

非均匀应变场中光纤布拉格光栅的数值分析

当非均匀应变场作用在光纤布拉格光栅（FBG）上时,由于FBG周期和有效折射率在沿FBG长度方向都为变量,所以会导致光谱形状的变化。采用耦合模理论和龙格库塔的方法可以准确地分析非均匀应变场中的FBG光谱特性,其缺点是收敛速度慢;而传输矩阵法虽然可以大大提高收敛速度,但是由于忽略了非均匀应变场的变化梯度,在分析变化率较大的非均匀应变场时与龙格-库塔方法相比准确度较差,通过改进适用于分析非均匀应变场的FBG等效周期,既保留了传输矩阵分析FBG的快速收敛性,又保证了分析准确性。     

一种高灵敏度光纤Bragg光栅高压传感器

为了提高光纤Bragg光栅（FBG）压力传感器测量的灵敏度,建立了基于薄壁圆筒的压力转换模型。应用弹性力学理论分析其工作原理,推导出应变片应变量与外部压力的关系,结果表明,改变圆筒内外径比和应变片几何尺寸可以提高放大系数。以3J53材料为例进行了数值计算,结果表明,在70MPa的工作压力下,FBG的应变为44pm／MPa,是采用裸光栅测量压力灵敏度的14倍。     

光纤光栅传感系统无源时域解调技术

基于光纤光栅匹配滤波技术．提出一种传感信号无源时域解调方案。该方案利用解调光栅受压电陶瓷驱动,对传感光栅反射光波进行波长扫描的原理,将传感光栅布拉格反射波长的漂移变为解调光栅透过的负脉冲在时域中间隔的变化。实验证明,该传感系统的传感分辨率为8．9μ;传感灵敏度的实验值为11．2μs／p,与理论值11．7μs／μ基本吻合。     

基于FBG的不同工艺下环氧树脂固化监测研究

不同工艺下复合材料固化时的温度变化、固化速率及产生的应变会对复合材料的成型质量产生巨大影响。针对在不同工艺条件下对树脂基复合材料固化过程的监测要求,采用将光纤布喇格光栅埋入环氧树脂内部的方法,对环氧树脂在恒温40℃和室温24℃两种不同工艺下的固化过程进行实时在线监测,固化时间均持续18h。结果表明,环氧树脂在恒温40℃工艺条件下固化时的温度变化、固化速率及产生的应变都比在室温24℃工艺条件下大。     

边孔光纤光栅温度降敏特性研究

对边孔光纤光栅(FBG)光谱的双峰间距的温度敏感特性进行理论分析和实验研究。提出了边孔光纤(SHF)的简化分析方法,计算出了SHF双折射的温度系数为3.17×10-8/℃。在30~80℃的温度特性实验中,得到SHF双折射的温度系数为3.55×10-8/℃,与理论分析结果相吻合,验证了理论分析的合理性,FBG双峰间距的温度敏感系数为-0.054 pm/℃,验证边孔FBG双峰间距对温度不敏感。     

基于参考光栅的光纤光栅应变传感器温度补偿

为解决光纤布拉格光栅（FBG）应变测量时的应变、温度交叉敏感问题，利用FBG便于构成传感网络的优点，将温度补偿参考FBG与应变测量FBG串联在一路光纤上，根据2只FBG布拉格波长相对漂移获得被测结构应变。双FBG波长相对漂移对温度的灵敏度仅为0．12pm／℃，较好地实现FBG应变测量的温度补偿。参考FBG法原理简单，可操作性强，为FBG应变传感器的实际工程应用奠定了基础。