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第1章 新型光纤光栅概论 1

1.1 引言 1

1.2 光纤光栅的历史沿革 1

1.2.1 初始阶段 2

1.2.2 发展阶段 2

1.2.3 成熟阶段 6

1.3 光纤光栅分类及特点 16

1.3.1 根据折射率变化起因分类 17

1.3.2 根据折射率变化结果分类 17

1.4 新型光纤光栅及意义 20

1.4.1 新型光纤光栅概念 20

1.4.2 新型光纤光栅意义 20

参考文献 21

第2章 光纤光栅写制新技术 31

2.1 引言 31

2.2 光纤光栅成熟写制技术 32

2.2.1 干涉写制技术 32

2.2.2 掩模写制技术 34

2.2.3 逐点写制技术 35

2.3 光纤光栅新型写制技术 36

2.3.1 多次曝光写制技术 37

2.3.2 变迹曝光写制技术 38

2.3.3 外场作用写制技术 39

2.3.4 光纤在线写制技术 41

2.3.5 涂覆填充写制技术 41

2.3.6 腐蚀拉伸写制技术 43

2.3.7 刻槽压力写制技术 44

2.3.8 切纤熔接成栅技术 45

2.4 光纤光栅其他写制技术 47

2.4.1 光纤特种成栅技术 47

2.4.2 空间调制成栅技术 50

2.4.3 多技术组合写制技术 51

参考文献 54

第3章 光纤光栅理论和分析方法 58

3.1 引言 58

3.2 光纤光栅经典分析方法 58

3.2.1 耦合模理论 59

3.2.2 传输矩阵法 63

3.2.3 傅氏变换法 64

3.2.4 多层膜传输法 65

3.3 栅格分布傅氏变换理论 68

3.3.1 FTTGD模型和理论 68

3.3.2 NUULPFG频谱模拟 70

3.3.3 NUULPFG频谱实验 72

3.4 光纤光栅关联解调理论 73

3.4.1 FG外场感测模型 74

3.4.2 FG关联解调理论 75

3.4.3 信号关联解调方法 77

参考文献 82

第4章 新型光纤光栅设计与分析 84

4.1 引言 84

4.2 NFG设计理论与流程 85

4.2.1 空间光纤光栅模型 85

4.2.2 理论思想和内容 86

4.2.3 设计步骤和流程 88

4.3 NFG典型的设计方法 91

4.3.1 几何结构改变法 91

4.3.2 制作材料调换法 93

4.3.3 介质涂覆嵌入法 96

4.4 NFG典型设计与分析 97

4.4.1 平行交错型NFG设计与分析 98

4.4.2 垂直交错型NFG设计与分析 99

4.4.3 错位熔接型NFG设计与分析 102

4.4.4 包层刻蚀型NFG设计与分析 105

4.4.5 引入相移型NFG设计与分析 108

参考文献 111

第5章 新型光纤光栅器件研制 113

5.1 引言 113

5.2 光纤拉制工艺流程 114

5.2.1 光纤类型以及拉制要求 114

5.2.2 石英光纤拉制工艺流程 114

5.2.3 塑料光纤拉制工艺流程 116

5.2.4 微结构光纤拉制工艺流程 117

5.3 光纤光栅敏化封装 119

5.3.1 敏化封装的含义 119

5.3.2 敏化的基本原理 119

5.3.3 敏感性封装方法 122

5.4 NFG器件研制实例 129

5.4.1 多芯光纤光栅器件 129

5.4.2 偏芯光纤光栅器件 131

5.4.3 调谐光纤光栅器件 133

5.4.4 少模光纤光栅器件 135

5.4.5 锥形光纤光栅器件 138

参考文献 140

第6章 新型光纤光栅器件应用 144

6.1 引言 144

6.2 新型光纤光栅用于光纤通信 145

6.2.1 NFG用于激光选频 145

6.2.2 NFG用于偏振控制 150

6.2.3 NFG用于调谐滤波 152

6.2.4 NFG用于色散补偿 155

6.2.5 NFG用于增益平坦 158

6.3 新型光纤光栅用于光纤传感 161

6.3.1 NFG用于高温传感 161

6.3.2 NFG用于应变传感 163

6.3.3 NFG用于位移传感 166

6.3.4 NFG用于弯曲传感 168

6.3.5 NFG用于扭转传感 171

6.3.6 NFG用于折射率传感 173

6.3.7 NFG用于振动传感 176

6.4 新型光纤光栅用于精密测量 179

6.4.1 NFG用于辐射测量 179

6.4.2 NFG用于弱场探测 181

6.4.3 NFG用于生物检测 184

6.5 新型光纤光栅用于其他领域 188

6.5.1 NFG在地质灾害中的应用 188

6.5.2 NFG在电力工业中的应用 189

6.5.3 NFG在化学分析中的应用 191

6.5.4 NFG在医学诊断中的应用 192

6.5.5 NFG在航空航天中的应用 193

参考文献 194

英文缩略语 199

索引 204