光纤光栅传感器：理论与技术研究进展

本论文深入探讨了物联网与智慧传输背景下光纤光栅传感器的理论和技术研究，作者贾宏志在导师李玉林教授的指导下展开了一系列关键领域的探索。论文主要关注以下几个核心知识点： 1. 耦合模式分析：论文首先介绍了光纤光栅的基础理论，包括其耦合模式的深入剖析，这对于理解光纤光栅如何通过模式间的相互作用实现传感至关重要。 2. 光纤光栅制备技术：制备工艺是光纤光栅传感器性能的关键，论文详细讨论了光纤光栅的制造方法，包括可能涉及的材料选择、光刻技术等，这些技术直接影响到传感器的精度和稳定性。 3. 传感机制：研究了光纤光栅作为温度、压力和应变传感器的工作原理，探讨了如何通过光栅的物理特性（如Bragg反射）来转换外部物理量，如温度变化导致的光强或波长变化，以及压力作用下光栅周期的微小改变。 4. 增敏与去敏：针对光纤光栅的温度和压力敏感度，进行了深入研究，包括如何通过优化设计增强传感器的响应，以及如何在必要时降低敏感性，以适应不同的应用场景。 5. 宽带光源与波长解调：在实际应用中，光纤光栅传感器需要宽频光源的支持。论文介绍了一系列光源解决方案，包括半导体激光器驱动电源的设计和半导体激光器冷却系统的研发，以及掺饵光纤的运用。同时，波长解调技术也是关键环节，论文涵盖了匹配光栅法、可调谐法布里-珀罗腔法、非平衡Mach-Zehnder干涉仪法和可调谐光源法等，并提出了独特的可调谐法布里-珀罗腔结构，这是一种高效且精确的解调技术。 6. 实验验证：作者通过实验研究验证了光纤Bragg光栅在不同环境条件下的温度、应力传感特性，通过绘制波长-温度和波长-应力响应曲线，为实际应用提供了数据支持。 7. 关键词：论文的主要关键词集中在光纤Bragg光栅、光纤光栅传感器、温度测量、压力测量以及应变测量，这些都是研究的核心内容，也反映出该领域的前沿进展。 本论文提供了一个全面的视角，深入剖析了物联网和智慧传输中光纤光栅传感器的重要理论和实践问题，对于推动该领域的发展具有重要的参考价值。