三芯Bragg光纤光栅在弯曲曲率计算中的应用理论

"基于三芯Bragg光纤光栅的弯曲曲率计算理论 (2011年) - 该文介绍了利用Bragg光纤光栅在应变引起的中心波长偏移特性来计算三维弯曲曲率的方法。通过分析三个光纤光栅的中心波长与曲率半径、中性面距离、偏转角的关系，并采用MATLAB进行数值模拟，得出反射波长随曲率半径增大而减小，以及中性面上下光栅中心波长偏移与中性面距离的关系。该研究由黑龙江省自然科学基金资助，主要研究人员来自哈尔滨工程大学。" 这篇文章详细阐述了一种利用三芯Bragg光纤光栅进行弯曲曲率测量的新理论。Bragg光纤光栅是一种特殊的光纤组件，其核心部分的周期性结构使得它能够反射特定波长的光，而这个特定波长（即Bragg波长）会随着光栅所受的应变而发生变化。在光纤弯曲时，内部会产生应变，从而导致中心波长的偏移。基于这一原理，研究者提出使用三个光纤光栅来测定三维空间中的曲率。 文章深入分析了三个关键因素对光纤光栅中心波长的影响：曲率半径、中性面到中心的距离以及偏转角。曲率半径是描述弯曲程度的重要参数，随着曲率半径的增大，弯曲程度减小，因此光纤内的应变也相应减小，导致反射波长减小。此外，中性面是指光纤弯曲时不受应变的那一平面。当光栅位于中性面上方时，随着与中性面距离的增加，受到的应变增加，中心波长的偏移也随之增加；相反，位于中性面下方的光栅，随着距离的增加，应变减小，中心波长的偏移则会减少。 通过MATLAB进行数值仿真，这些理论得到了验证。这种理论方法不仅有助于理解和设计更精确的光纤传感器，还可能对光纤通信、光纤力学监测等领域产生深远影响，特别是在需要高精度弯曲检测的应用中，如光纤陀螺仪、结构健康监测系统等。 这篇论文提出了一个创新的、基于三芯Bragg光纤光栅的弯曲曲率计算模型，该模型能够有效地捕捉和解析复杂的弯曲情况，对光纤传感技术的发展和应用具有重要意义。作者们通过实验数据和理论分析，揭示了光纤光栅在曲率测量中的潜在优势，为未来的研究和实际应用提供了理论基础。