光纤布拉格光栅特性研究及在拉曼激光雷达中的应用
| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第11-23页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 光纤光栅的研究现状 | 第12-16页 |
| 1.2.1 光纤光栅的发展 | 第12-13页 |
| 1.2.2 光纤光栅的分类 | 第13-15页 |
| 1.2.3 光纤光栅的应用 | 第15-16页 |
| 1.3 激光雷达的发展现状及趋势 | 第16-22页 |
| 1.3.1 激光雷达探测原理及发展 | 第16-17页 |
| 1.3.2 激光雷达分光技术 | 第17-20页 |
| 1.3.3 光纤光栅分光技术与激光雷达 | 第20-22页 |
| 1.4 论文的主要研究内容 | 第22-23页 |
| 2 光纤光栅光谱理论及特性分析 | 第23-37页 |
| 2.1 FBG理论 | 第23-30页 |
| 2.1.1 耦合模分析 | 第23-27页 |
| 2.1.2 传输矩阵分析 | 第27-30页 |
| 2.2 FBG的特性 | 第30-33页 |
| 2.2.1 FBG的波导结构 | 第30-32页 |
| 2.2.2 FBG的传感特性 | 第32-33页 |
| 2.3 FBG的传感应用 | 第33-36页 |
| 2.3.1 复用技术 | 第33-35页 |
| 2.3.2 分布式传感网络 | 第35-36页 |
| 2.4 本章小结 | 第36-37页 |
| 3 TDM-FBG传感系统设计及实验 | 第37-53页 |
| 3.1 | 第37-40页 |
| 3.1.1 TDM-FBG传感系统结构 | 第37-38页 |
| 3.1.2 脉冲激光光源的标定 | 第38-40页 |
| 3.2 激光驱动器设计 | 第40-44页 |
| 3.2.1 纳秒级脉冲驱动 | 第40-41页 |
| 3.2.2 脉冲驱动设计 | 第41-42页 |
| 3.2.3 DFB-LD驱动能力实验 | 第42-44页 |
| 3.3 信号接收系统的设计与优化 | 第44-47页 |
| 3.3.1 信号放大电路 | 第44-45页 |
| 3.3.2 信号调理实验研究 | 第45-46页 |
| 3.3.3 信号调理性能分析 | 第46-47页 |
| 3.4 数据采集与处理系统 | 第47-52页 |
| 3.4.1 软件系统设计 | 第47-50页 |
| 3.4.2 应变实验与分析 | 第50-51页 |
| 3.4.3 传感系统误差分析 | 第51-52页 |
| 3.5 本章小结 | 第52-53页 |
| 4 超多点TDM-FBG传感系统设计及性能优化 | 第53-69页 |
| 4.1 系统的解调与标定 | 第53-56页 |
| 4.1.1 边缘滤波解调 | 第53-54页 |
| 4.1.2 解调与标定实验系统 | 第54-56页 |
| 4.2 实验测试与分析 | 第56-61页 |
| 4.2.1 标定实验 | 第56-58页 |
| 4.2.2 校正实验 | 第58-60页 |
| 4.2.3 校正结果 | 第60-61页 |
| 4.3 系统性能优化分析 | 第61-65页 |
| 4.3.1 双光源设计 | 第61-62页 |
| 4.3.2 复用数目仿真 | 第62-65页 |
| 4.4 双光源传感系统实验 | 第65-68页 |
| 4.4.1 双DFB-LD系统 | 第65-66页 |
| 4.4.2 实验结果与分析 | 第66-67页 |
| 4.4.3 信噪比分析 | 第67-68页 |
| 4.5 本章小结 | 第68-69页 |
| 5 基于FBG分光技术的拉曼测温激光雷达系统 | 第69-87页 |
| 5.1 激光雷达测温原理 | 第69-73页 |
| 5.1.1 大气分子散射 | 第69-70页 |
| 5.1.2 拉曼散射光谱 | 第70-73页 |
| 5.2 多通道拉曼分光技术研究 | 第73-76页 |
| 5.2.1 拉曼测温激光雷达系统 | 第73-75页 |
| 5.2.2 转动量子数分析 | 第75-76页 |
| 5.3 分光系统设计 | 第76-79页 |
| 5.3.1 拉曼分光系统结构 | 第76-79页 |
| 5.3.2 分光系统中谱线的提取 | 第79页 |
| 5.4 可见光波段FBG性能分析 | 第79-85页 |
| 5.4.1 单模耦合效率分析 | 第80页 |
| 5.4.2 端面偏移耦合效率 | 第80-84页 |
| 5.4.3 FBG反射率测试 | 第84页 |
| 5.4.4 FBG边带抑制率 | 第84-85页 |
| 5.5 大气温度廓线仿真分析 | 第85-86页 |
| 5.6 本章小结 | 第86-87页 |
| 6 基于SFBG的拉曼分光系统优化及仿真 | 第87-103页 |
| 6.1 非均匀光纤光栅特性及仿真 | 第87-93页 |
| 6.1.1 相移光纤光栅性能分析 | 第87-89页 |
| 6.1.2 取样光纤光栅性能分析 | 第89-93页 |
| 6.2 非均匀光纤光栅的精细光谱分光系统 | 第93-97页 |
| 6.2.1 基于PSFBG的分光系统设计 | 第93-95页 |
| 6.2.2 基于SFBG的分光系统设计 | 第95-97页 |
| 6.2.3 分光系统对比分析 | 第97页 |
| 6.3 SFBG在分光系统上的应用 | 第97-101页 |
| 6.3.1 分光系统仿真及分析 | 第97-99页 |
| 6.3.2 大气温度廓线的仿真分析 | 第99-101页 |
| 6.4 FBG和SFBG分光系统探测结果对比 | 第101-102页 |
| 6.5 本章小结 | 第102-103页 |
| 7 总结与展望 | 第103-106页 |
| 7.1 总结 | 第103-104页 |
| 7.2 论文创新点 | 第104-105页 |
| 7.3 研究展望 | 第105-106页 |
| 致谢 | 第106-107页 |
| 参考文献 | 第107-117页 |
| 附录 | 第117-118页 |
| 在读博士期间发表的论文 | 第118-119页 |
| 在读博士期间参加的科研项目 | 第119页 |
