采用WDM技术的光纤Bragg光栅传感网络 被引量：22

1

作者 李川 韩雪飞 +2 位作者 张以谟 刘铁根 丁永奎 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期542-545,共4页

采用绝对测量原理的波长调制技术 ,光纤Bragg光栅可组成并行、串行和阵列WDM拓扑结构 分析表明 ,光纤Bragg光栅网络的工作原理类似于一个多宽带平面镜 利用光谱仪可测量上述光纤Bragg光栅网络的反射谱 ,其中 ,光源是宽带为～ 4 0nm的... 采用绝对测量原理的波长调制技术 ,光纤Bragg光栅可组成并行、串行和阵列WDM拓扑结构 分析表明 ,光纤Bragg光栅网络的工作原理类似于一个多宽带平面镜 利用光谱仪可测量上述光纤Bragg光栅网络的反射谱 ,其中 ,光源是宽带为～ 4 0nm的掺饵光纤放大器 当网络中的光纤Bragg光栅受扰动后 ,受扰光栅的反射谱发生相应的变化 ,即Bragg波长发生相应的偏移 结果表明 ,当事先确定了光纤光栅的波长调制范围 ,反射的峰值波长能反应光纤光栅传感网络的信息 值得注意的是～ 3nm的波长调制范围可满足～ 10 0℃和～ 2 0 0 0 展开更多

关键词 WDM 光纤bragg光栅传感网络 波长调制 光纤通信 波分复用 绝对测量原理 光纤光栅传感器

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分离应变和温度的差动式光纤Bragg光栅传感器 被引量：17

2

作者 李川 孙宇 +2 位作者 吴晟 李俊 袁辉 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2004年第3期53-54,共2页

作为传感元件,被光纤Bragg光栅测量的物理量的信息是一种波长编码的绝对测量,然而,其本质的限制是对多变量的交叉敏感。实验表明:温度波动严重干扰了应变式光纤Bragg光栅传感器的测量,拉、压应变的标准误差为0 21nm和0 20nm.根据粘贴于... 作为传感元件,被光纤Bragg光栅测量的物理量的信息是一种波长编码的绝对测量,然而,其本质的限制是对多变量的交叉敏感。实验表明:温度波动严重干扰了应变式光纤Bragg光栅传感器的测量,拉、压应变的标准误差为0 21nm和0 20nm.根据粘贴于悬臂梁上、下表面的光纤光栅的Bragg波长响应温度和应变的差异,分离了应变和温度的耦合信号,拉、压应变的标准误差降低到了0 005nm和0 20nm.根据粘贴于悬臂梁上、下表面的光纤光栅的Bragg波长响应温度和应变的差异,分离了应变和温度的耦合信号,拉、压应变的标准误差降低到了0 05nm和0 07nm.值得注意地是:在该机械补偿方案中,温度检测不是必需的。 展开更多

关键词 应变式光纤bragg光栅传感器 bragg波长 耦合信号 温度 应变

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应力作用下光纤光栅Bragg波长调谐特性的研究 被引量：10

3

作者 郭威 刘凯 +2 位作者 黄永清 陈雪 任晓敏 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 2000年第1期23-25,共3页

本文对 15 5 0 nm光纤光栅在纵向拉伸应力和侧向拉伸应力作用下 Bragg波长的偏移特性进行了实验研究。当纵向拉伸应力加至 3.6 0 N (36 7.6 0 g)时 ,得到了 5 .0 2 nm的调谐范围。这可能是在相同应力作用下 ,目前所报道的最好结果。此... 本文对 15 5 0 nm光纤光栅在纵向拉伸应力和侧向拉伸应力作用下 Bragg波长的偏移特性进行了实验研究。当纵向拉伸应力加至 3.6 0 N (36 7.6 0 g)时 ,得到了 5 .0 2 nm的调谐范围。这可能是在相同应力作用下 ,目前所报道的最好结果。此外 ,还对光纤光栅弯曲所导致的其 Bragg波长的迁移特性进行了实验研究 ,并比较了对光纤光栅段添加涂覆层前后的调谐情况 ,得到了最大为 3.0 展开更多

关键词 光纤光栅 bragg波长 波长调谐 应力作用

原文传递

光纤Bragg光栅流量传感器 被引量：17

4

作者 胡玉瑞 唐源宏 李川 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期471-474,共4页

采用靶式结构作为光纤Bragg光栅流量传感器的换能元件,其中两片光栅分别粘贴于等强度悬臂梁的上下两表面。采用双光栅粘贴方式对传感器进行温度补偿,有效的解决了应变与温度交叉敏感的问题,提高了测量灵敏度。实验表明该靶式光纤Bragg... 采用靶式结构作为光纤Bragg光栅流量传感器的换能元件,其中两片光栅分别粘贴于等强度悬臂梁的上下两表面。采用双光栅粘贴方式对传感器进行温度补偿,有效的解决了应变与温度交叉敏感的问题,提高了测量灵敏度。实验表明该靶式光纤Bragg光栅流量传感器的载荷响应灵敏度为33.6pm/kg,测量精度为0.5%。 展开更多

关键词 流量传感器 光纤bragg光栅 双光栅 温度补偿 bragg波长 载荷

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有限包层半径光纤Bragg光栅的理论研究 被引量：10

5

作者 张霞 夏月辉 +1 位作者 黄永清 任晓敏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期222-224,共3页

采用光纤波导三层模型 ,对有限包层半径光纤Bragg光栅导模有效折射率的改变进行了理论分析 ,结果表明 :当包层直径小于 16 μm时 ,单模光纤Bragg光栅 (纤芯直径为 8 3μm)的导模有效折射率才开始发生明显变化 .在包层外添加外包层 ,通... 采用光纤波导三层模型 ,对有限包层半径光纤Bragg光栅导模有效折射率的改变进行了理论分析 ,结果表明 :当包层直径小于 16 μm时 ,单模光纤Bragg光栅 (纤芯直径为 8 3μm)的导模有效折射率才开始发生明显变化 .在包层外添加外包层 ,通过改变外包层的折射率可以实现对光栅Bragg反射波长的调谐 ,同时对不同芯子直径的光栅Bragg波长移动进行了数值计算 .在保证光纤归一化频率不变的前提下 ,芯径越小Bragg波长调谐范围越大 ,当包层厚度为 1μm时 ,芯径为a =2 2 μm的 光栅Bragg波长调谐范围约为 3 9μm . 展开更多

关键词 光纤光栅 调谐 bragg反射波长

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双孔平行梁光纤Bragg光栅称重传感器 被引量：10

6

作者 王昱 李川 +4 位作者 胡玉瑞 李丹 荣宁 张晨 罗忠富 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期678-680,共3页

采用双孔平行梁型弹性元件作为光纤Bragg光栅称重传感器的换能结构,其中,四片光栅对称地贴粘在梁的灵敏区域。值得注意的是利用弹性元件自身结构特点对称重传感器进行了温度和偏载补偿,从而得到了FBG中心波长移位与载荷的关系。加载卸... 采用双孔平行梁型弹性元件作为光纤Bragg光栅称重传感器的换能结构,其中,四片光栅对称地贴粘在梁的灵敏区域。值得注意的是利用弹性元件自身结构特点对称重传感器进行了温度和偏载补偿,从而得到了FBG中心波长移位与载荷的关系。加载卸载实验表明,该双孔平行梁FBG称重传感器的载荷响应灵敏度为16 pm/kg,测量精度为0.7%。 展开更多

关键词 光纤光栅 称重传感器 bragg波长 温度 载荷

原文传递

光纤Bragg光栅传感器在钢筋混凝土梁静荷载试验中的研究 被引量：5

7

作者 李川 李欣 孙宇 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期64-67,共4页

光纤Bragg光栅的发展使传感器自标定 ,不受光波的波动影响 ,且于光源和连接损耗无关 ,而这些因素却一直困扰着其他类型的光纤传感器。将光纤Bragg光栅和传统电阻应变片分别贴于H15 4和H15 5梁的混凝土表面 ,以及H15 6和H15 8梁的钢筋表... 光纤Bragg光栅的发展使传感器自标定 ,不受光波的波动影响 ,且于光源和连接损耗无关 ,而这些因素却一直困扰着其他类型的光纤传感器。将光纤Bragg光栅和传统电阻应变片分别贴于H15 4和H15 5梁的混凝土表面 ,以及H15 6和H15 8梁的钢筋表面 ,以分别检测钢筋的拉应变和混凝土的压应变。当钢筋混凝土梁受到千斤顶的加载时 ,其应变可由上述传感器检测得到。光纤Bragg光栅传感器的波长偏移提供了一种绝对测量 ,可避免对建筑结构的不间断检测 。 展开更多

关键词 光纤bragg光栅 bragg波长 波长偏移 钢筋混凝土 拉应变 压应变

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耦合模理论对光纤光栅的分析 被引量：7

8

作者 王健刚 刘汉法 《山东理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第1期84-87,共4页

从麦克斯韦方程组出发,基于光波导中的模式耦合理论,考虑到经紫外光照射后光纤纤芯折射率的直流增量,给出了新的光纤光栅耦合模方程,得到了较简洁的耦合系数表达式.通过求解耦合方程,得出了更严格的、与实验结果相符的布拉格波长表达式.

关键词 耦合模理论 光纤布拉格光栅 布拉格波长 耦合系数

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大应变光纤Bragg光栅传感器的研究 被引量：7

9

作者 吴堃 李川 +3 位作者 李英娜 许晓平 许江淳 陈焰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1141-1145,共5页

在通信光纤的长期允许应变为3 000με的基础上,研制了一种测量应变范围为0～6 000με的大应变光纤Bragg光栅传感器。在外加应力的作用下,固定支点的相对位置发生变化,从而带动应变管发生轴向形变,导致了粘贴在调节管两端的光纤Bragg... 在通信光纤的长期允许应变为3 000με的基础上,研制了一种测量应变范围为0～6 000με的大应变光纤Bragg光栅传感器。在外加应力的作用下,固定支点的相对位置发生变化,从而带动应变管发生轴向形变,导致了粘贴在调节管两端的光纤Bragg光栅按比例产生了Bragg波长移位。通过荷载,对大应变光纤Bragg光栅传感器进行拉伸,实验表明,该传感器的载荷响应灵敏度为1.783 pm/kg,应变灵敏度为0.685 pm/με,最大应变可达5 250με。 展开更多

关键词 应变传感器 光纤bragg光栅 应变减敏 bragg波长 调节管 紧固管

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光纤Bragg光栅的温度传感研究 被引量：4

10

作者 李川 张以谟 +2 位作者 韩雪飞 丁永硅 曾潇 《传感技术学报》 CAS CSCD 2002年第4期311-314,共4页

本文分析了光纤 Bragg光栅在受到温度调制时的滤波特性。与温度对光纤光栅反射谱波长的影响相比 ,对其带宽的影响可忽略。实验中 ,光纤光栅受温度的调制 ,并且其反射谱由光谱仪记录。结果表明该光纤 Bragg光栅对温度产生的波长偏移是 0 ... 本文分析了光纤 Bragg光栅在受到温度调制时的滤波特性。与温度对光纤光栅反射谱波长的影响相比 ,对其带宽的影响可忽略。实验中 ,光纤光栅受温度的调制 ,并且其反射谱由光谱仪记录。结果表明该光纤 Bragg光栅对温度产生的波长偏移是 0 .0 0 991nm/℃。值得注意的是实验中最大标准误差为 0 .0 3nm,能满足目前波分复用技术所需的信道精度。 展开更多

关键词 光纤bragg光栅 反射谱 bragg波长 带宽 温度

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铠装光纤Bragg光栅温度传感器的研究 被引量：3

11

作者 李川 吴晟 +2 位作者 刘建平 龙昊波 朱黎军 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第4期29-30,33,共3页

裸光纤Bragg光栅(FBG)的温度灵敏度约为10pm/℃。在铠装FBG温度传感器中,光栅粘贴于热膨胀系数较大的金属片(如Cu和Al)表面的线槽内。金属片受热膨胀将衍生出光栅的轴向热应变,从而提高光纤光栅的温度响应灵敏度。在采用波分复用技术中... 裸光纤Bragg光栅(FBG)的温度灵敏度约为10pm/℃。在铠装FBG温度传感器中,光栅粘贴于热膨胀系数较大的金属片(如Cu和Al)表面的线槽内。金属片受热膨胀将衍生出光栅的轴向热应变,从而提高光纤光栅的温度响应灵敏度。在采用波分复用技术中的FBG的传感网络方案中,串联的3只光栅均置于温度控制器中。实验表明:当温度从20℃升至80℃时,Cu制和Al制铠装FBG温度传感器的表观温度灵敏度分别约提高34. 3, 42. 7pm/℃,测量重复性分别为2. 3, 2. 8pm。 展开更多

关键词 光纤bragg光栅 bragg波长 热敏基片 温度传感器 热应变 表观温度敏感系数

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FBG位移传感器的标定与不确定度分析 被引量：6

12

作者 曹敏 王恩 +3 位作者 李博 唐标 肖范 李川 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第4期35-37,共3页

为了提高光纤Bragg光栅(FBG)位移传感器标定精度和实现自动标定,设计一种量程为18 cm的FBG位移传感器校准装置对FBG位移传感器进行在线校准。通过对FBG解调仪测量的波长量和计算得出的位移量进行最小二乘法拟合得到FBG传感器的静态标定... 为了提高光纤Bragg光栅(FBG)位移传感器标定精度和实现自动标定,设计一种量程为18 cm的FBG位移传感器校准装置对FBG位移传感器进行在线校准。通过对FBG解调仪测量的波长量和计算得出的位移量进行最小二乘法拟合得到FBG传感器的静态标定系数,并对标定装置和传感器进行不确定度评定。实验结果表明:FBG位移传感器标定平台标定得到FBG位移传感器的灵敏度为0.014 5 nm/mm,线性度为99.87%,重复性误差为0.082%,校准装置的测量不确定度为0.11 mm。 展开更多

关键词 光纤bragg光栅 位移传感器 bragg波长 标定 不确定度分析

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光纤Bragg光栅传感网络实时监测与应变分析 被引量：4

13

作者 刘建平 赵永贵 +3 位作者 孙宇 邱海涛 龙昊波 李川 《微计算机信息》 北大核心 2006年第04S期186-188,共3页

作为一种绝对式传感器,波长调制式光纤Bragg光栅传感器对应变的响应为0.9pm/??。开发了基于可调谐F-P滤波器的检测仪器与计算机系统之间的实时监测系统。在对白泥井3号隧道的监测过程中,该光纤Bragg光栅传感网络实时监测系统实现了对来... 作为一种绝对式传感器,波长调制式光纤Bragg光栅传感器对应变的响应为0.9pm/??。开发了基于可调谐F-P滤波器的检测仪器与计算机系统之间的实时监测系统。在对白泥井3号隧道的监测过程中,该光纤Bragg光栅传感网络实时监测系统实现了对来自隧道结构的应变状态的实时采集和描绘,并可以存储波长和应变数据以便后期查寻分析;借助分析光纤Bragg光栅传感器的应变图、三维应变图,为判断隧道二次衬砌的受力趋向提供参考。 展开更多

关键词 光纤bragg光栅 bragg波长 实时监测 应变分析

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基于最小二乘法的光纤光栅Bragg波长直线拟合 被引量：5

14

作者 姜德生 高翩 +1 位作者 张翠 范典 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第6期25-27,共3页

针对基于可调谐法布里珀罗(F-P)滤波器的光纤光栅解调系统存在波长解调准确度不够高的问题,从理论上系统地分析了在解调过程中对光纤光栅B ragg波长进行直线拟合的可行性,即光纤光栅B ragg波长与F-P滤波器的调谐电压之间存在线性相关性... 针对基于可调谐法布里珀罗(F-P)滤波器的光纤光栅解调系统存在波长解调准确度不够高的问题,从理论上系统地分析了在解调过程中对光纤光栅B ragg波长进行直线拟合的可行性,即光纤光栅B ragg波长与F-P滤波器的调谐电压之间存在线性相关性。在实验研究的基础上,用最小二乘法对光纤光栅B ragg波长和F-P滤波器的调谐电压进行直线拟合,结果表明:它们之间的确存在密切的线性相关性。为提高拟合的效果,提出了分段直线拟合,它可以使测量误差降低至少1个数量级,从而提高了F-P滤波器光纤光栅解调系统的准确度。 展开更多

关键词 光纤光栅 分段直线拟合 最小二乘法 法布里一珀罗滤波器 bragg波长 解调

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用于钢筋混凝土梁的光纤光栅应变传感器(英文) 被引量：6

15

作者 李川 李欣 +3 位作者 张大煦 吴晟 李英娜 李俊 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第8期34-36,共3页

在变形测定器中,光纤Bragg光栅被粘贴于内管的两端,这两端的距离确定了传感器的量规长度.为了测量拉应变和压应变, 该光纤光栅必须保持处于与可能的最大压应变相等的永久性拉应变.将光纤Bragg光栅贴于H154梁的混凝土表面和H158梁的钢筋... 在变形测定器中,光纤Bragg光栅被粘贴于内管的两端,这两端的距离确定了传感器的量规长度.为了测量拉应变和压应变, 该光纤光栅必须保持处于与可能的最大压应变相等的永久性拉应变.将光纤Bragg光栅贴于H154梁的混凝土表面和H158梁的钢筋表面,以分别检测拉应变和压应变.当钢筋混凝土梁受到千斤顶的加载时,它的应变可由光纤Bragg光栅的反射Bragg波长的偏移量获得.实验表明,作为一种绝对检测器件,光纤Bragg光栅为钢筋混凝土梁提供了有效监测,其中,拉应变～1000με,而压应变～1500με. 展开更多

关键词 应变传感器 光纤光栅 变形测量 布喇格波长

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光纤布拉格光栅温度补偿技术的实验研究 被引量：4

16

作者 黄力群 简伟 +1 位作者 李唐军 简水生 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期66-68,共3页

阐述了温度补偿封装技术的基本原理和结构设计方法 ,并对封装后的光栅作了温度性能测试。其布拉格波长对温度的敏感性已降低到 0 .0 0 0 8nm/℃ 。

关键词 温度补偿技术 光纤光栅 布拉格波长 温度敏感性 光纤通信

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光纤光栅调谐特性的实验研究和分析 被引量：2

17

作者 闾晓琴 李振华 +2 位作者 王海林 迮程 贺安之 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第4期274-276,共3页

对光纤光栅的调谐特性进行了简单的理论分析和具体的实验研究,利用微位移器(精度0.1μm)对光纤光栅进行纵向拉伸实验,实验中采用了先进的高分辨率光谱仪(分辨率为0.004nm)进行测试,实现了高精度的机械调谐和测试。实验结果比较理想,验... 对光纤光栅的调谐特性进行了简单的理论分析和具体的实验研究,利用微位移器(精度0.1μm)对光纤光栅进行纵向拉伸实验,实验中采用了先进的高分辨率光谱仪(分辨率为0.004nm)进行测试,实现了高精度的机械调谐和测试。实验结果比较理想,验证了理论分析的结果,两根光纤光栅分别实现调谐范围6.320nm和5.762nm,光纤光栅每拉伸约0.117%,Bragg波长位移1nm,同时发现,调谐前后的中心Bragg波长、反射率、透射谱几乎不变。 展开更多

关键词 光纤光栅 调谐 布喇格波长

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等强度悬臂梁光纤光栅调谐特性研究 被引量：5

18

作者 罗映祥 蒋行达 《四川师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期86-88,共3页

对等强度悬臂梁光纤光栅调谐特性进行了理论分析和实验研究,实现了线性无啁啾的光纤光栅调谐,实验结果验证了理论分析的正确性,提出了实现自动控制和去温敏的方法.

关键词 光纤光栅 调谐 布喇格波长 等强度 啁啾

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光纤布拉格光栅温度传感增敏特性的实验研究 被引量：4

19

作者 张学强 孙博 贾静 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期226-232,共7页

分别以铜、铝、有机玻璃、聚四氟乙烯为实验衬底材料,对采用片式粘敷封装技术的光纤布拉格光栅温度传感增敏特性进行了实验研究。研究结果表明,当对两侧尾纤有涂覆层的光纤布拉格光栅进行封装时,其温度灵敏系数分别是裸纤情况下的2.3倍... 分别以铜、铝、有机玻璃、聚四氟乙烯为实验衬底材料,对采用片式粘敷封装技术的光纤布拉格光栅温度传感增敏特性进行了实验研究。研究结果表明,当对两侧尾纤有涂覆层的光纤布拉格光栅进行封装时,其温度灵敏系数分别是裸纤情况下的2.3倍、2.9倍、5.2倍、11.7倍。然而,粘敷材料在较高温度时显著的热膨胀会引起光纤包层与涂覆层发生一定的脱离,导致此时其实验结果重复性不甚理想。为了克服这种不利情况,对尾纤无涂覆层的光纤布拉格光栅进行了封装测试。在测试温度范围内,其反射波长随温度的变化始终呈现良好的线性关系,其温度灵敏系数分别提高到了3倍、3.4倍、9.2倍、12.6倍,测量结果重复性良好。研究结果为将来片式封装光纤布拉格光栅传感器的温度增敏特性的研究,提供了必要有益的数据支持和参考。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 温度传感增敏 布拉格波长 衬底材料 片式封装

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高斯拟合提高光纤布喇格光栅波长检测精度 被引量：4

20

作者 应祥岳 徐铁峰 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期323-325,共3页

由于各种光噪声的影响,基于可调谐法布里-珀罗(F-P)滤波器的光栅解调仪解调精度不够高,光路噪声通常会带来10pm 量级的波长测量误差。为了提高布喇格波长检测精度,采用了在解调过程中对光纤光栅反射谱进行高斯拟合,从而消减噪声影响的... 由于各种光噪声的影响,基于可调谐法布里-珀罗(F-P)滤波器的光栅解调仪解调精度不够高,光路噪声通常会带来10pm 量级的波长测量误差。为了提高布喇格波长检测精度,采用了在解调过程中对光纤光栅反射谱进行高斯拟合,从而消减噪声影响的方法。实验发现,拟合后中心波长的测量误差小于2.5pm,温度测量值与实际温度之间的标准方差为0.3℃。结果表明,在有害噪声信号不是非常大的情况下,该方法能有效提高波长检测精度。 展开更多

关键词 光纤光学 布喇格波长 高斯拟合 光纤布喇格光栅

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