光纤激光器及其在传感中的应用

论文题目: 光纤激光器及其在传感中的应用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料学

作者: 廖胜辉

导师: 姜德生,周次明

关键词: 光纤光栅,掺光纤,光纤激光器,光纤传感

文献来源: 武汉理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 光纤激光器是当前激光技术研究领域中的前沿课题,它的研究与应用日益活跃。由于光纤激光器具有其它激光器所无法比拟的优点,而备受普遍关注,并得到迅速的发展。在光纤传感领域中,光纤光栅(FBG)传感器若用一般的宽带光源,从FBG反射的光会很弱,这会限制信噪比和传感器的分辨率,而应用光纤激光器,能减少甚至消除这些缺点,具有重要的理论和实际意义。本文结合光纤传感对光纤激光器进行研究。其主要工作如下:1. 光纤激光器的基本理论,为激光器的制作奠定基础。2. 线形腔光纤激光器及其在传感中的应用:掺铒DBR线形腔激光器进行了相关实验研究,得到一种高稳定窄线宽的光纤激光器;对其在温度、应变等方面的传感进行了探讨和结构设计,同时结合全同光栅复用技术进行准分布测量。3. 环行腔掺铒光纤激光器及其在传感中的应用:对激光的输出功率和信躁比等重要参数进行分析,得出的结论能指导传感应用中激光器的优化设计;对环行腔光纤激光器在电流中的传感进行三种结构设计。4. 分布反馈(DFB)光纤激光器及其在传感中的应用:结合遮挡法原理,采用“点点”写入的方法制作相移光栅,制作了很短的相移光栅;利用基本的矩阵方法模拟计算了λ/4相移光栅在外界应变或温度的影响下的反射光谱特性,得出的结论对相移光栅的制作和在光纤传感中应用提供理论依据和指导作用;介绍了λ/4相移光栅DFB光纤激光器在传感中的应用。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 光纤激光器发展概况

1.2 光纤激光器的特点及应用

1.2.1 光纤激光器的特点

1.2.2 光纤激光器的应用

1.3 课题的研究目的和意义

第二章光纤激光器的基本理论

2.1 光纤激光器基本结构

2.2 稀土元素特性及其能级结构

2.2.1 稀土元素的特性

2.2.2 掺杂离子的能级结构

2.3 光纤激光器谐振腔结构

2.3.1 Fabry-Perot腔

2.3.2 光纤环形谐振腔

2.4 光纤激光器输出特性理论

第三章线形腔和环行腔光纤激光器的研究及其在光纤传感中的应用

3.1 线性腔分布反射(DBR)掺铒光纤激光器的实验研究

3.1.1 掺铒光纤激光器设计原理

3.1.2 实验与分析

3.2 线性腔BBR光纤激光器在光纤传感中的应用

3.2.1 传感原理

3.2.2 分布测量

3.3 环形腔光纤激光器的研究

3.3.1 环行腔光纤激光器的结构及其工作原理

3.3.2 激光的输出功率与EDF长度及耦合器耦合比的关系

3.3.3 环形腔光纤激光器信噪比的提高

3.3.4 环形腔光纤激光器在电流传感中的应用

第四章分布反馈(DFB)光纤激光器的研究及其在光纤传感中的应用

4.1 λ／4相移光栅DFB光纤激光器的结构和工作原理

4.2 具有λ／4相移的DFB光纤激光器的模谱特性

4.3 λ／4相移光栅

4.3.1 相移光栅的制作实验

4.3.2 应变、温度对λ/4相移光栅反射光谱的影响

4.4 分布反馈(DFB)光纤激光器在传感中的应用

第五章总结和展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

附：作者在攻读硕士期间已发表论文

发布时间: 2005-07-11

参考文献

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