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时分波分复用光纤Bragg光栅传感系统的任务书
一、题目
时分波分复用光纤Bragg光栅传感系统
二、任务背景
在现代化的社会中，光通信已经成为传输信息不可或缺的重要方式之一。光通信的应用已经延伸到大量领域，如通信、医学、工业领域等。随着通信技术的不断发展，如何提高光通信的传输速率和性能，以及保障光通信的安全性已经成为当前研究的热点问题。
Bragg光栅传感技术，原理是利用布拉格反射原理，在光纤中写入一定周期的折射率变化结构，通过光纤中的光信号与这种反射结构相互作用而实现光栅传感，实现对不同物理量的测量。该技术具有传感速度快、灵敏度高等优点，因此在许多领域有着广泛的应用。
时分波分复用（TDM-PON）技术，是一种基于光纤通信的一种数据传输方案。TDM-PON技术是将光链路划分成多个时隙，然后对各个时隙上的数据进行交错传输的方式。该技术可以提高光通信的带宽利用率和传输速度。
将Bragg光栅传感技术与TDM-PON技术相结合，可以大大提高光通信系统的传输速率和传感性能。因此，本次任务将研究时分波分复用光纤Bragg光栅传感系统的实现方案。
三、研究内容和目标
本次任务的主要研究内容为：
1.设计光纤Bragg光栅传感系统，并分析其传感原理和测量优劣。
2.设计时分波分复用系统，分析其光信号传输机制和时隙交错传输方案。
3.结合Bragg光栅传感技术与TDM-PON技术，实现时分波分复用光纤Bragg光栅传感系统，探究其传输性能以及传感灵敏度。
4.利用该系统对温度、形变等物理量进行测量，并分析实验结果数据，探究测量精度和稳定性。
本次任务的目标是：
1.设计出符合实际应用需求的时分波分复用光纤Bragg光栅传感系统（设计方案和实现方案）。
2.分析和掌握传感系统的传输性能和测量优劣。
3.实现对温度、形变等物理量的秒级测量，研究测量稳定性和精度，提高系统的灵敏度和解析度。
四、预期成果
1.完成时分波分复用光纤Bragg光栅传感系统的设计和实现。
2.掌握Bragg光栅传感技术和TDM-PON技术的基本原理，并分析传感系统的性能和测量优劣。
3.利用传感系统对温度、形变等物理量进行测量，并研究实验结果数据，探究测量精度和稳定性。
4.对传感系统进行仿真、分析和验证，以提高系统的灵敏度和解析度。
5.制作任务研究报告，总结本次任务的研究成果和经验。
五、任务计划
1.任务启动（1周）
确定任务研究目标和工作计划；明确任务开展所需的设备、材料和人员；建立项目工作组，分配任务。
2.文献调研和分析（2周）
进行相关领域的文献调研和分析，总结传感技术和光通信领域的相关技术发展趋势。
3.基础理论学习（3周）
学习光学基础、波分复用技术、Bragg光栅传感原理、TDM-PON技术等相关理论知识。
4.系统设计和实现（4周）
结合理论知识，设计和实现时分波分复用光纤Bragg光栅传感系统，完成数据采集、数据处理等工作。
5.实验验证和分析（6周）
利用传感系统进行对温度、形变等物理量进行测量，并研究实验结果数据，探究测量精度和稳定性。
6.系统优化和总结（2周）
对传感系统进行仿真、分析和验证，以提高系统的灵敏度和解析度；总结本次任务的研究成果和经验。
7.任务报告（2周）
完成任务研究报告，总结本次任务的研究成果和经验，并进行知识分享。
六、参考文献
[1]丁一磊,陈峰,刘航,等.一种基于Bragg光栅的光纤应变传感器[J].传感器与微系统,2011,30(7):47-50.
[2]王旭,范俊华.时分波分复用(TDM-PON)技术[J].光电工程,2010,37(12):11-15.
[3]ZhangShaocheng,LiuXinyu,SunXiling,etal.ResearchonFiberBraggGratingSensingSystemBasedonTDM-PON[J].IEEEPhotonicsJournal,2018,10(6):1-11.
[4]Wang,R.,Liu,Y.,Xie,P.,etal.APON-basedFiberBraggGratingSensorSystemforMultiplePointsMonitoring[J].Sensors,2019,19(14):3078.
[5]WonSeokOh,Hae-RyongSong,HyunSeoKang,etal.High-sensitivityfiberBragggratingsensorbasedonpolymernanofilmandbi-layeredcoatingforlow-profilestructuralhealthmonitoring[J].OpticsExpress,2019,27(23):33435-33448.