【正文】 f measuring magnetic fields using fiber grating is measuring the change in wavelength. This method of low precision and highfrequency response is also poor. put forward a direct measurement of the magnetic field whose basic principle is that under the effect of an external magnetic field, the lefthand and the righthand circular polarized Bragg reflection wavelength in the fiber grating drift, so measure the drift and then determine the size of the magnetic field. However, due to the small quartz material constant, the magnetic field caused by the reflection spectrum of split is very small, and the most mon spectrum analyzer accuracy is 50pm, making it more difficult to detect the magnetic field. This paper presents a new method of measuring electromagnetic fields using fiber Bragg grating. The system is based on magnetic, and optical fiber grating polarization loss (PDL) is proportional to the principle. Converse the left circularly polarized light and right circularly polarized light into linearly polarized light using 1/4 wave plate, and then strong magnetic field strength is calculated according to the two polarized light. This approach has the advantages of high sensitivity, highfrequency effects, not sensitive to temperature, and overe the lack of traditional fiber grating measurement of electromagnetic fields.Key words：Fiber Bragg Grating；Magnetic field；Polarization Dependent Loss；1/4 wave plate引言光纖光柵是最近幾年發(fā)展最為迅速的光纖無源器件之一?；驹硎窃谕饧哟艌龅淖饔孟?，光纖光柵中的左旋和右旋圓偏光的布拉格反射波長發(fā)生漂移，只需測出此漂移量就可以直接確定磁場的大小，但是由于石英材料的費爾德（Verdet）常量很小，磁場導(dǎo)致的反射譜分裂很小，目前最普遍的光譜分析儀的精度約50pm, 檢測起來較困難。利用光纖光柵測量磁場的傳統(tǒng)方法是測量波長的改變量，此方法精度低而且高頻響應(yīng)也差。這種方法具有靈敏度高，高頻效應(yīng)好、對溫度不敏感等優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)的光纖光柵測量電磁場的不足。由于光纖光柵的出現(xiàn)，使許多復(fù)雜全光通信和傳感網(wǎng)成為可能，極大地拓寬了光纖技術(shù)的應(yīng)用范圍。第1章為光纖光柵的基本知識，包括什么是光纖光柵，以及光纖光柵傳感技術(shù)；第2章為光的偏振及光通過波片能量變化；第3章提出了使用光纖光柵測量電磁場的新方法，介紹系統(tǒng)設(shè)計，主要是對模塊功能的介紹，并且用MATLAB軟件對結(jié)果的仿真。自內(nèi)向外為：纖芯（芯層）→包層→涂覆層（被覆層）（如圖11）。為防止這種損傷采取的有效措施就是在裸光纖表面涂高分子層。 光纖光柵器件 光纖光柵光纖光柵是利用光纖材料的光敏性，通過紫外光曝光的方法將入射光相干場圖樣寫入纖芯，在纖芯內(nèi)產(chǎn)生沿纖芯軸向的折射率周期性變化，從而形成空間的相位光柵，其作用實質(zhì)上是在纖芯內(nèi)形成一個窄帶的（透射或反射）濾波器或反射鏡。可以看出改變光柵的有效折射率或周期就能改變光柵反射的中心波長，利用這一特性可以將光纖光柵用于許多物理量的傳感測量。圖14 短周期光柵（FBG）（2）長周期光纖光柵（LPG，也叫傳輸光柵）：光柵周期在以上，耦合發(fā)生在同向傳輸?shù)哪Ｊ街g，它的特性是將導(dǎo)波中某頻段的光耦合到包層中損耗掉而讓其他頻段的光通過。當(dāng)布喇格光纖光柵做探頭裝置測量外界的溫度、壓力或應(yīng)力等被測量時，光柵自身的折射率或柵距發(fā)生變化，從而引起反射波長的變化，解調(diào)裝置即通過檢測波長變化推導(dǎo)出外界被測溫度、壓力或應(yīng)力等值。 光纖光柵傳感系統(tǒng)中的無源器件光纖耦合器利用連接器可以將兩端光纖連接起來，這樣可以滿足兩個器件之間的光信號的傳輸。光信號在每條支路中的比例分配可以相同，也可以不同。它包括一對線偏振器，兩個偏振器的偏振面放置成。光開關(guān)光開關(guān)是光纖通信中光交換系統(tǒng)的基本單元，并廣泛用于光路監(jiān)控系統(tǒng)和光纖傳感系統(tǒng)。波分復(fù)用器有光柵型波分復(fù)用器、介質(zhì)薄膜濾波器型波分復(fù)用器、熔錐型波分復(fù)用器和集成光波導(dǎo)型（WDM）器件。2光的解調(diào)及解調(diào)系統(tǒng)的理論分析 光的偏振 光的偏振光是橫波，光的振動方向始終與光的傳播方向垂直。在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)，在觀測最小時間間隔內(nèi)，光振動在各個方向的幾率相同，沒有那一個方向占更大優(yōu)勢，我們稱這種光為自然光。在迎光矢量圖上，自然光是一些均勻分布的輻射線。畫出相同的點和線段表示自然光，用來表示各個方向光振動幾率相同。隨著時間推移，螺旋線以相速前移。反之，完全偏振光也可以分解為兩個任意方向，相互垂直，有相位關(guān)系的同頻率的線偏振光。 當(dāng)時，（）合成指向4象限的線偏振光。部分偏振光由自然光和完全偏振光組成的光，叫做部分偏振光。當(dāng)線偏振光垂直射入一塊表面平行于光軸的晶片時，若其振動面與晶片的光軸成a角，該線偏振光將分為e光、o光兩部分，它們的傳播方向一致，但在晶體中傳播速度不同，因而產(chǎn)生光程差： （25）光程差與晶體的厚度有關(guān)：圖25線偏振光與波片光軸的夾角為入射，通過1/2波片后，仍為線偏振光，其振動方向轉(zhuǎn)過2角度。圖27 圓偏振光通過1/4波片橢圓偏振光通過四分之一波片后，變?yōu)榫€偏振光，其振動方向與光軸方向的夾角。加入磁場后，光柵產(chǎn)生法拉第效應(yīng)，左旋和右旋圓偏振光的有效折射率發(fā)生改變，因此對應(yīng)的布拉格波長分別為： （211）這兩個布拉格波長之間的間距則為： （212）通過上面的分析可知，磁場的改變將會影響左旋和右旋圓偏振光的透射系數(shù)，左旋和右旋圓偏振光分別有一個透射譜。根據(jù)式27，略去中間推導(dǎo)過程，可以將PDL表示為： （213）根據(jù)式213可以得到PDL的示意圖如圖29所示。在這些合理的近似條件下，由式214可見，以dB表示的PDL值與磁場成正比。 Bragg波長變化量與磁場的關(guān)系根據(jù)耦合模理論知，光纖Bragg 光柵（FBG）的中心反射波長為： （215）這兩個波長之間的間距則為：