椭圆芯边孔光纤光栅压力及温度敏感特性研究

利用有限元方法对K型椭圆芯边孔光纤的双折射进行了分析,并对边孔光纤光栅的反射谱双峰间距的压力及温度敏感特性进行了实验研究.数值分析得到椭圆芯边孔光纤双折射的压力和温度敏感系数分别为3.74×10-6/MPa和-5.86×10-8/℃,实验得到边孔光纤光栅双峰间距的压力及温度效应系数分别为6.1 pm/MPa和-0.067 pm/℃,理论与实验结果相吻合.研究结果对光纤静水压力传感器的研究具有参考价值.     

FBG椭圆边孔封装的静水压力增敏技术研究

针对光纤光栅（FBG）的静水压力增敏及压力温度交叉敏感问题,提出光纤光栅的椭圆型边孔封装结构。采用有限元方法分析了封装结构中光纤光栅的力学效应,在此基础上得到优化的椭圆封装结构,并通过实验检验了理论分析结果。研究结果表明：优化的椭圆边孔封装结构中光纤光栅的静水压力灵敏度比裸光纤光栅高了4 198倍,而温度灵敏度仅增加了3.4倍,与裸光纤光栅相比,压力温度交叉敏感降低了1 760倍。该研究结果对光纤光栅压力传感器的实用化研究有参考价值。     

窄带激光器调谐的光纤光栅波长移位解调

提出了一种窄带激光器程控调谐扫描的波长检测方案,运用LabVIEW虚拟仪器工作平台实现了窄带激光器的程控调谐扫描及波长检测信号处理.在温度传感应用的实验表明,该系统的温度-波长检测灵敏度为0.01nm/℃,测得光栅温度灵敏度系数为6.3×10-6/℃,系统的温度检测分辨率高于0.2℃,对应的波长分辨率优于2pm.     

圆芯型边孔光纤双折射的有限元分析

对网芯型边孔光纤固有双折射的研究结果进行了报道。在对边孔光纤固有烈折射的产生机理和计算原理进行研究的基础之上,采用有限元法分析了网芯型边孔光纤的内部应力分布和双折射的大小。研究结果表明圆芯型边孔光纤的几何双折射较小,以应力双折射为主;边孔的存在导致光纤纤芯和包层区域的应力分布发生了较大的变化。文章提出了两边孔的连线方向为边孔光纤的快轴方向．并就不同的边孔结构对光纤双折射的影响进行了研究,发现网芯网孔型边孔光纤的同钉双折射随边孔张角的增加而成指数关系增长．可通过增大边孔半径和减小两孔间距提高边孔光纤的双折射。     

FBG中心波长的可调谐光源法检测中光强起伏研究

对光纤Bragg光栅(FBG)波长扫描技术中所存在的光功率起伏特性及其影响进行了实验研究。以可调谐光源扫描法的波长检测技术为例,测量了光源光功率的时间漂移特性、随波长变化的起伏特性以及耦合器的波长响应特性。结果表明,以上各种起伏的累加导致在探测器端存在0．60dB的光功率波动。通过同时测量耦合器的另一输出端对测量结果进行了补偿,补偿后光功率的波动减少到0．08dB。采用高分辨率的FBG中心波长检测技术测量发现,这种光功率波动起伏最大能够引起FBG中心波长0．15pm的测量偏差。     

多孔铝中热击波的数值模拟

 本文利用数值模拟方法对多孔铝在热击波作用下的力学效应进行了分析和研究。文中对用于描述多孔材料本构关系的p-a方程进行了改进，使其具有更为广泛的适用性和合理性，尤其是在描述多孔材料发生熔化出现零压时，具有突出的优越性。在处理压强p和多孔材料的多空度a的关系时，我们采用了M. M. Carroll的空心球壳模型，并考虑到热辐射引起的能量沉积作用，对其进行了修正，使其能恰当地反映出在热辐射条件下所遵循的规律。描述材料状态变化的是GRAY的金属三相物态方程。由上所述建立起来的这套方程及其对多孔材料中热击波的处理结果都具有一定的价值。     

多孔材料在热击波压实下的本构方程

 通过引入描述多孔材料中非零压状态基体体积占有比的承压系数α_v，取代过去常用的多孔度α，对多孔材料的本构方程进行修正而得到p＝α_vF(α_v, E)，解决了多孔材料发生熔化时，本构方程不适用的问题。应用结果表明，这种修正是合理的和可行的，对多孔材料的数值模拟工作具有一定的参考价值。     

基于偏振检测的边孔光纤光栅双峰间距的测量

根据边孔光纤光栅两反射峰偏振态相互正交的特性，提出了一种新颖的基于偏振检测的双峰间距测量方案。该方案采用全保偏光纤系统和偏振器实现了2个反射峰中心波长的分别检测，从而达到双峰间距的测量目的。采用该方案解决了普通波长扫描技术中存在的由于双峰间距较小而导致不能有效测量双峰间距的问题，成功实现了在0．0～3．5MPa压力范围内的边孔光纤光栅压力传感。     

边孔光纤光栅特性研究

报导了一种新型边孔光纤及边孔光纤光栅的研究结果。在光纤芯两侧制作空腔孔洞,可以在光纤芯内产生应力双折射,测量结果表明,其数值达到3.9×10-5。在边孔光纤上制作光纤光栅,将产生对应不同偏振态的两反射峰,测量结果表明,两峰中心波长间隔随温度变化的灵敏度仅有0.41 pm/℃,而对光纤所受压力较为敏感。利用这一优良的特性,较好地消除光纤光栅测量中的温度-应力耦合。     

光纤光栅二次涂敷封装温度特性的研究

系统研究了二次涂敷封装方案对光纤光栅（FBG）温度特性的影响。在对裸FBG温度特性进行研究的基础上,建立了FBG二次涂敷封装的双层温度模型,分析了涂敷材料的力学特性参量对涂敷后温度特性的影响。研究结果表明,高杨氏模量、高泊松比、高热膨胀系数以及大涂敷厚度有助于提高涂敷后FBG的温度灵敏度。采用聚合物材料对FBG进行了二次涂敷实验,结果表明,涂敷后的温度灵敏度为66pm／℃,与理论计算数值68．9pm／℃基本吻合,验证了双层涂敷模型计算方法的可行性。