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基于结构调制的长周期光纤光栅制备及传感特性研究的开题报告
一、课题选择的背景及意义
随着现代科技的快速发展和进步，传感器技术受到越来越广泛的应用，成为机械制造、能源、工程、医学、环保、地质等领域中必不可少的重要工具。目前，光纤传感器是一种新兴的、高精度、高灵敏度、长寿命的传感器，具有传感距离远、不易受到电磁干扰等特点，已经广泛应用于温度、压力、应力、位移、容积湿度等物理参数和化学气体、生物分子、振动信号等非物理量的测量中。而光纤光栅作为光纤传感器的核心部件，其特有的波长选择性和光纤环境友好性使其在高温、高压、强腐蚀、强电磁干扰、辐射环境等恶劣环境下更为适用。
基于这样的背景，本文选取的课题——基于结构调制的长周期光纤光栅制备及传感特性研究，是具有重要现实意义和理论价值的研究方向。由于长周期光纤光栅具有周期较长、谱线宽、反射峰多、分光损耗小等特点，因此在光纤传感中具有更广泛的应用前景和更高的性能要求。研究长周期光纤光栅的制备方法和传感特性，可以为光纤传感器的发展和性能提升提供有益的指导和帮助。
二、研究内容及方法
本文的主要研究内容为：基于结构调制的长周期光纤光栅制备及传感特性研究。研究包括两个方面，分别是：长周期光纤光栅的结构调制制备和传感特性研究。
1.长周期光纤光栅的结构调制制备
目前，长周期光纤光栅的一般制备方法有拉曼光栅法、热压光强调制法、超声波法、共振反射法、等离子体刻蚀法等。其中，基于结构调制的长周期光纤光栅制备是目前研究比较热门的一种方法。该方法是通过对光纤的原始结构进行调制，使其形成一定的视在折射率周期来制备长周期光纤光栅。
本文将采用基于结构调制的长周期光纤光栅制备方法，具体步骤如下：
（1）选择合适的光纤，并进行清洗处理；
（2）利用电光调制器对激光器进行电动作，将脉冲信号发到激光器上，产生抖动光束；
（3）将抖动激光束进行扫描，形成一定的结构调制图案；
（4）利用电弧光源对光纤进行熔化处理，使其呈现出所需的结构调制。
采用该方法制备的长周期光纤光栅具有制备简单、周期、波纹可控、成本低等优势。
2.长周期光纤光栅的传感特性研究
长周期光纤光栅的传感特性研究是本文的重点研究方向。研究内容主要包括长周期光纤光栅的谱响应和敏感性。
（1）谱响应
通过研究长周期光纤光栅在光纤传感中的反射光谱，可以获得其谱响应，在此基础上进行传感测量。谱响应的研究中，将研究长周期光纤光栅的反射谱在不同物理量作用下的波长偏移情况，例如温度、应力等。
（2）敏感性研究
长周期光纤光栅的敏感性是指其对于物理量变化导致的反射谱波长偏移量大小。在传感测量中，反应敏感性的高低将直接决定光纤传感器测量的精度和灵敏度。因此，在本文中，将研究长周期光纤光栅在温度、压力等物理量作用下的敏感性。
三、预期研究结果
通过该研究，本文预期获得以下主要研究结果：
（1）采用结构调制法制备的长周期光纤光栅具有较好的周期、波纹可控，制备过程简单，成本低。
（2）长周期光纤光栅的谱响应可以用于测量温度、压力等物理量变化，反射谱波长变化具有明显的线性关系。
（3）长周期光纤光栅对温度、压力等物理量的敏感性与光纤中的折射率变化方式有关，其敏感性随周期和波长的变化而变化。本文将研究长周期光纤光栅的敏感性大小和对其影响的因素。
四、参考文献
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