光纤布拉格光栅的无源温度补偿

分析了通过施加应变补偿光纤布拉格光栅(FBG)中心波长随温度漂移的原理，给出了一种新型的无源温度补偿的方法和相应的实验结果。该方法采用了两种不同热膨胀系数的金属，对光栅先施加预应变。在0-60℃范围内，中心波长仅偏移了0．02nm。     

光纤光栅高温传感器的研究

提出了一种能够测量高温的光纤布拉格光栅（FBG）传感器结构。利用线膨胀系数和长度均不同的两种金属细杆和光纤布拉格光栅设计而成的传感头，能够将被测温度转化为光栅的应变，解调由应变引起的光栅波长漂移，即可得知待测的温度。目前在实验室实现了500℃的动态范围和1℃的温度分辨率，实验结果与理论分析一致。     

光纤布拉格光栅传感器的温度补偿研究

应力和温度变化引起光纤布拉格光栅(FBG)传感器中心波长漂移的交叉敏感效应制约了光纤布拉格光栅传感器的实用化。在简介光纤布拉格光栅传感器工作原理的基础上,综述了近年来国内外在该领域实现温度补偿的相关技术和消除或减弱传感器温度敏感的方法,阐述了光纤布拉格光栅传感器温度补偿的原理,并分析了每种方法的特点,探讨了光纤布拉格光栅传感器应用中存在的问题。     

增敏型光纤布拉格光栅锚索测力传感器

提出了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的增敏型索力传感器。该传感器的基体为圆柱环状弹性体，3组回字梁间隔120°布置在圆环上，6个FBG分3组按顺序粘贴在回字形梁上，同时在传感器基体上粘贴1个FBG进行对比实验。采用有限元分析方法研究弹性体的应变分布特征，用3组FBG波长漂移量的差值作为传感器的输出信号，实现对锚索应力的测量和温度补偿。压力测试结果表明，基体上FBG的输出信号灵敏度为0.75 pm/kN，而回字梁上FBG输出信号的灵敏度为33.53 pm/kN，增敏效果显著且传感器具有良好的线性度和温度补偿能力。     

光纤布拉格光栅横向应变特性的研究

根据耦合模理论，对光纤布拉格光栅(FBG)的横向应变特性进行了深入研究，并采用数值分析方法对光纤布拉格光栅在平面应变和应力情况下进行了模拟分析：对于平面应变情况，一个谐振峰向波长增大的方向移动，而另一个谐振峰向波长减小的方向轻微移动；对于平面应力情况，两个谐振峰都向波长增大的方向移动。设计了相应的实验进行验证，实验结果与理论分析相符；该实验结果表明光纤布拉格光栅的横向应变情况介于平面应力和平面应变之间，而且更接近平面应力情况。根据理论分析，横向应变与纵向应变对波长漂移的贡献不一样，从而使三维应变测量成为可能。     

长周期光纤光栅的一种温度补偿方法

研究了长周期光纤光栅的温度和应变特性,发现其透射中心波长随温度升高向长波方向漂移,随应变增大向短波方向漂移。根据这一特点,采用有机玻璃材料封装这一简单而有效的方法来补偿长周期光纤光栅中心波长随温度的漂移,补偿后的温度漂移系数减小到仅为3.7 pm/℃,有效地抑制了温度变化对中心波长漂移的影响,大大提高了用长周期光纤光栅测量液体折射率等物理量的精确度。     

光纤光栅与法珀微腔温度应变双参量传感器

针对光纤应变传感器的温度-应变交叉敏感性问题,研究了一种结合光纤布拉格光栅(FBG)与法布里-珀罗(FP)微腔的光纤FBG-FP混合型温度应变双参量传感器。该传感器由两根垂直切割的单模光纤穿入一段石英毛细管(Glass capillary),并在石英毛细管两端固定制成,其中一根光纤端面附近预刻FBG,两根光纤端面间距为微米量级,构成FP微腔。处于自由悬空状态的FBG测量温度,FP微腔测量应变,并利用FBG的温度测量结果补偿温度对FP微腔的影响,从而有效解决光纤应变传感中的温度-应变交叉敏感性问题。成功制备了初始腔长为30.6μm的光纤FBG-FP混合型温度应变双参量传感器,温度与应变灵敏度分别达到了12 pm/℃和175.2 nm/με,并成功实现了应变测量的温度补偿。     

双光纤布拉格光栅磁场传感器

载流导线在磁场中产生的电磁力使等腰三角形悬臂梁变形,从而导致安装在悬臂梁两边的光纤布拉格光栅(FBG)的布拉格波长漂移.通过检测2个FBG的波长漂移差,得到被测磁场的磁感应强度.双FBG通过补偿温度效应,解决了FBG传感器的交叉敏感问题.垂直放置的等腰三角形悬臂梁,确保FBG在传感过程中不出现啁啾现象,又避免了自身重量和导线重量对测量结果的影响,从而减少了测量误差.该系统传感灵敏度为1.11 nm/T,与理论值的相对误差为4.31%,结果表明,该传感器结构是可行的.     

光纤光栅应变传感器温度补偿解决方案

光纤布拉格光栅(FBG)温度、应变的交叉敏感问题阻碍了其实用化技术的发展。针对FBG应变传感测量中的交叉敏感问题,系统综述了几种典型温度补偿的解决方案。介绍了其工作原理并简单分析了其特点,同时提出了一种改进型的双金属温度补偿封装结构。     

参考光栅法分离光纤光栅温度和应变的误差分析

依据光纤光栅布拉格方程，从理论上分析了光纤光栅应变和温度双参量同时测量时引起交叉敏感的物理机理；在利用参考光栅法分离温度和应变双参量时，对忽略FBG由于温度和应变的非线性以及交叉敏感引起的误差进行了分析计算，估计了忽略这些因素可能带来的误差．     

基于级联长周期光纤光栅的光纤布拉格光栅振动传感器的动态解调

提出一种基于级联长周期光纤光栅(CLPG)的光纤布拉格光栅(FBG)振动传感器动态解调方法。宽带光源发出的光经FBG反射后,进入到CLPG,经过CLPG调制后FBG反射光强会发生变化。通过温度测量实验对监测系统进行静态标定,再将FBG传感器粘贴于铝板表面,采用该系统监测简支铝板结构在低频和高频下的振动信号。系统采集到的动态信号时域波形及频谱与涡电流位移计的测量结果相吻合,表明该监测系统可实现2kHz以下的动态信号测量。     

利用二元光学进行闪耀光栅的设计

详细介绍了一种基于二元光学的闪耀光栅的设计方法,并利用傅立叶变换和二元光学理论推导了此光栅的衍射效率公式以及实现闪耀的条件,并利用matlab分析了各级衍射效率,证明可对特定级次实现闪耀。     

双折射闪耀光栅型偏振器的研制

本文给出一种利用衍射和双折射的复合作用使光束起偏振的双折射冷淡耀光栅型偏振器的结构设计和实验制作，该种器件具有棱镜偏振器和二向色生偏振片二者的主要优点，样品器件已在实验中制出，器件的消光比大于２×１０＾－４，并还有很大的提高余地，该种器件是一种具有良好应用前景的新型偏光器件。     

取样光栅周期中等效啁啾的实验研究

在Moire取样Bragg光纤光栅（SBG）的理论基础上，首次通过用相位模板旋转和2次曝光的方法，得出了带有取样啁啾的SBG的各个Fourier级数的等效啁啾率。实验数据和理论值的误差小于9%。     

基于光栅成像投影的微位移检测方法

提出了一种基于光栅成像投影的微位移检测方法，利用光学傅里叶变换原理给出了具体的理论分析。准直激光束照明的光栅通过一个4f系统成像投影在被测物体表面上，光栅投影经过被测物体表面反射后由另一个4f系统成像在探测光栅上。探测光栅由一个透镜组成像在光电探测器上，其中采用由起偏器、光弹调制器和检偏器组成的偏振调制单元对探测光强进行调制。通过在4f系统的频谱面上设置滤波光阑，在光电探测器上获得了与被测物体的微位移成正弦关系的光强变化，检测出光电探测器上的光强变化即可以获得被测物体的位移量。实验验证了该检测方法的可行性，其重复测量精度小于25nm(1σ)。     

光折变多量子阱的电吸收栅和电折变栅

在光折变多量子阱中，通过Ｆｒａｎｚ－Ｋｅｌｄｙｓｈ效应可写入电吸收栅和电折变栅。基于二波耦合理论，精确求解了由这两种光栅引起的光强耦合方程，近似计算了Ｒａｍａｎ－Ｎａｔｈ高阶衍射光强。     

光纤光栅液位传感器的研究

根据Bragg光栅方程,讨论了光纤Bragg光栅(FBG)压力传感机理.利用定量气体体积随液体压力变化而变化,从而改变气体所受到的浮力的原理,实现了对液位的测量.实验结果表明,在恒温状态下,在4 m范围内,反射波长的漂移量与水深成线性关系.     

基于声光调制器的数字光栅的计算

从全息成像角度出发 ,介绍了基于声光调制器的数字光栅的计算 ,提出了用小波变换的方法计算光栅的基本条纹 ,给出了条纹函数 ,实现了物理上可用的条纹模式 ,实验证明 ,该算法应用在数码光栅的计算上具有明显的优势和较强的鲁棒性     

基于内置光栅的大功率激光二极管

研制了一种用作光纤激光器泵浦光源内置光栅的976 nm激光二极管,分析了外延结构和芯片平面结构设计,并着重对内置光栅进行了理论分析和设计,通过技术研究和工艺优化,研制出了满足系统工程应用的激光二极管,其主要光电性能参数如下:中心波长为976±1 nm;光谱半宽小于等于1 nm;中心波长温度漂移系数小于等于0.1nm/℃;输出功率大于等于10W;发光条宽度小于等于100 μm.