光纤布拉格光栅在磁场传感中的差分群时延性能研究

"基于差分群时延的磁场传感中光纤布拉格光栅结构影响的性能分析" 本文探讨了在基于差分群时延(DGD)的磁场测量技术中，光纤布拉格光栅(FBG)结构对其性能的影响。光纤布拉格光栅是一种重要的光学元件，广泛应用于光通信和传感领域。FBG通过反射特定波长的光，能够对环境参数如磁场变化做出响应。 首先，研究运用了耦合模理论和传输矩阵法进行仿真，深入分析了均匀FBG的长度和折射率调制系数如何影响磁场传感系统的测量范围和灵敏度。FBG的长度决定了其对磁场变化的响应时间，而折射率调制系数则直接影响光的反射特性，进而影响到系统的测量精度。 接着，论文对比了不同类型的FBG结构，包括啁啾光栅、相移光栅和切趾光栅的DGD性能。啁啾光栅具有可调谐的带宽，适用于宽范围的磁场测量；相移光栅通过改变光栅区域的折射率分布，可以实现更高的灵敏度；而切趾光栅则能降低边模噪声，提高信噪比。 实验结果显示，相移光栅在提高传感测量系统的灵敏度方面表现出显著优势，与理论预测相吻合。这表明，相移光栅结构可能成为优化磁场传感系统性能的理想选择。通过实验比较均匀FBG和相移FBG，证实了相移光栅在实际应用中的优越性。 关键词涉及的领域包括传感器技术、光纤布拉格光栅的应用、差分群时延的物理概念、传感系统的灵敏度提升以及相移光栅的独特性质。这些关键词揭示了该研究的核心内容，即通过优化FBG结构来提升磁场测量的性能，这对于发展高精度、高灵敏度的磁感应系统具有重要意义。 这项研究为理解并改进基于FBG的磁场传感器提供了理论基础和实验依据，有助于推动未来在物联网、地质探测、医疗设备等领域的应用。通过深入研究和优化FBG结构，科学家们可以设计出更高效、更敏感的磁场传感器，从而更好地服务于实际需求。