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更新時間：2024.12.29
基于衍射光柵的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)研究

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研究并實現(xiàn)了一種基于雙衍射光柵的光纖布拉格光柵(FBG)傳感器解調(diào)系統(tǒng)。該解調(diào)系統(tǒng)的光路由準(zhǔn)直鏡、衍射光柵、柱面反射鏡和光電探測器等器件組成。通過準(zhǔn)直鏡后不同波長的平行光束經(jīng)過衍射光柵后在空間展開,通過柱面反射鏡聚焦在光電探測器成像面上。該光路通過采用兩塊衍射光柵的方法在減小解調(diào)系統(tǒng)尺寸的同時提高光學(xué)空間分辨力,采用線陣探測器替代掃描機構(gòu)從而簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從理論上分析了光束經(jīng)過該系統(tǒng)后的空間光強分布,根據(jù)光強的高斯分布采用多項式擬合的方法實現(xiàn)了反射光譜峰值定位算法。通過與高精度光譜儀的測量結(jié)果對比表明,該解調(diào)方法具有較高的波長解調(diào)精度和穩(wěn)定性。

高衍射效率金屬介質(zhì)膜光柵的設(shè)計及性能分析

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基于嚴(yán)格耦合波理論,分析了金屬介質(zhì)膜光柵的衍射性能,以-1級衍射效率為評價函數(shù),研究了表面浮雕結(jié)構(gòu)分別為HfO2和Si O2材料的金屬介質(zhì)膜光柵,獲得衍射效率優(yōu)于99%的結(jié)構(gòu)參數(shù)。數(shù)值計算表明,當(dāng)頂層光柵結(jié)構(gòu)為HfO2和Si O2的槽深分別為80nm和225 nm時,在1 053 nm處獲得接近100%的衍射效率。

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