【正文】 式：，其中，為沿長度為的光纖作用的外力，為光纖包層的半徑，這樣，式(215)、(216)就可以寫成： (217)這樣，在光纖特性參數(shù)已知的情況下，可以得到在外界載荷作用下，光纖光棚兩個偏振態(tài)下的波長移動量差值與徑向載荷之間的關(guān)系曲線，如圖22所示。光纖光柵傳感器通過其自身的特性，將非光學(xué)的被測量數(shù)據(jù)與離散光的信息相聯(lián)系。光纖光柵傳感器除了具有普通光纖傳感器的許多優(yōu)點外，還有一些明顯優(yōu)于其他光纖傳感器的特點，其中最為重要的是光纖光柵傳感器的傳感信號為波長調(diào)制，這一傳感機(jī)制的好處在于：1：測量信號不受光源起伏、光纖彎曲損耗、連接損耗和探測器老化等因素的影響；2：避免一般干涉型傳感器中相位測量不清晰和對固有參考點的需要；3：能方便地使用波分復(fù)用技術(shù)，在一根光纖中串聯(lián)多個布拉格進(jìn)行分布式測量。光纖光柵復(fù)用技術(shù)使得多個傳感光柵共用一個光源和一個解調(diào)系統(tǒng)。傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)為：1：波長位移或應(yīng)變、溫度分辨率； 2：復(fù)用傳感器數(shù)量或網(wǎng)絡(luò)規(guī)模；3：對系統(tǒng)中每個傳感器的取樣速率。光纖光柵傳感器的定位可以根據(jù)光信號的5個特征參數(shù)(波長、相位、偏振態(tài)、傳輸方向以及幅度)派生出各類復(fù)用方法。由于光纖光柵傳感器測量的是特征布拉格反射波長或者透射波長的移動量，因此其傳感網(wǎng)絡(luò)的主要結(jié)構(gòu)是波分復(fù)用，其次是時分復(fù)用和空分復(fù)用。圖41給出了最基本的波分復(fù)用的原理系統(tǒng)圖。同時，因各自光纖布拉格光柵的帶寬互不重疊，避免了串音現(xiàn)象，因此，波分復(fù)用系統(tǒng)的信噪比很高。圖 43 寬帶光源窄帶濾波掃描法波分復(fù)用傳感網(wǎng)絡(luò)圖圖 44 窄帶光源掃描波分復(fù)用傳感網(wǎng)絡(luò)圖 基于波長分離法的波分復(fù)用技術(shù)目前，在通信技術(shù)領(lǐng)域中，已經(jīng)有很多成熟的波分復(fù)用器件用于將不同的光分離到不同的通道之中。圖 45 基于波導(dǎo)陣列光柵的波分復(fù)用系統(tǒng) 基于衍射光柵和CCD陣列的復(fù)用技術(shù) 基于碼分多址(CDMA)和密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)為了進(jìn)一步提高單光纖上FBG的復(fù)用能力，就必須設(shè)法提高FBG網(wǎng)絡(luò)的頻帶利用率，于是密集波分復(fù)用技術(shù)引起了人們的興趣。光源受偽隨機(jī)位序列碼(PRBS)的調(diào)制，F(xiàn)BG傳感陣列對一個給定PRBS的響應(yīng)與延遲一定時間的同一個PRBS進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，相關(guān)運(yùn)算結(jié)果經(jīng)由低通濾波器后得到某一個特定傳感器上返回的波長編碼信號。這種復(fù)用方式的可復(fù)用FBG傳感器的數(shù)量也受到限制，同時由于各FBG的頻譜很接近，因此功耗很大。這就需要網(wǎng)絡(luò)中的所有的傳感器應(yīng)具有相同的特征，這一點可通過在相同條件下生產(chǎn)FBG來達(dá)到。圖 47 光纖布拉格光柵空分復(fù)用結(jié)構(gòu)簡圖SDM網(wǎng)絡(luò)原理圖如圖48所示，SDM的網(wǎng)絡(luò)復(fù)用能力、分辨率和工作速率與采用的探測技術(shù)有很大的關(guān)系，Rao Y J等人提出的SDM網(wǎng)絡(luò)(如圖49)，實現(xiàn)了32個FBG復(fù)用，應(yīng)變分辨率和溫度分辨率分別達(dá)到、且測量分辨力不受FBG復(fù)用數(shù)量的影響。各傳感器相互獨(dú)立工作，互不影響，因此串音效應(yīng)很小，信噪比比較高。若采用合適的波長探測方案，例如CCD并行探測技術(shù)，則網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？梢院艽?，采樣速率也要高于串聯(lián)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。在串接復(fù)用的情況下，從任何兩個相鄰的FBG傳感器上返回的布拉格波長信號在時間上是隔開的，反射信號這種時域上的隔離特性，使得在同一根光纖上間隔一定距離復(fù)用相同的或不同中心反射波長的多個FBG成為可能，從而避免了網(wǎng)絡(luò)中的各傳感器搶奪有限頻帶資源的問題，這是時分復(fù)用的基本思想。各FBG傳感器之間的時間延遲通過它們之間的光纖長度來實現(xiàn)。從TDM的原理可以看出，光源帶寬和被測對象的動態(tài)范圍不再是可復(fù)用傳感器的數(shù)量的制約因素，理論上TDM網(wǎng)絡(luò)可復(fù)用數(shù)量是可觀的，且采用串聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，功率利用率也很高。同時，取樣速率也由于光纖長度的增加而減小。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文密級：□公開 □保密（___年__月至__年__月）(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議)作者簽名：_______ 導(dǎo)師簽名：______________年_____月_____日 _______年_____月_____日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個課題，為本人日后從事計算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗，奠定了基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對我的嚴(yán)格要求，感謝他們對我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實際工作中去。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護(hù)。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師趙達(dá)睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感