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光纤光栅温度传感理论与实验 被引量：65
1
作者 乔学光 贾振安 +2 位作者 傅海威 李明 周红 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期494-497,共4页
从光纤光栅温度传感模型出发 ,理论分析研究了光纤光栅的温度传感特性 ,推导了光纤光栅温度传感的一阶、二阶和有效线性灵敏度系数的解析式 ,计算了各灵敏度系数的理论值 ,实验得到了反射波长与温度的二次多项式 ,对比分析了理论与实验... 从光纤光栅温度传感模型出发 ,理论分析研究了光纤光栅的温度传感特性 ,推导了光纤光栅温度传感的一阶、二阶和有效线性灵敏度系数的解析式 ,计算了各灵敏度系数的理论值 ,实验得到了反射波长与温度的二次多项式 ,对比分析了理论与实验结果 ,讨论了石英的力学参数对光纤光栅温度传感特性的影响。 展开更多
关键词 光纤光栅 光纤传感 温度传感 灵敏度系数 反射波长 波长编码传感器
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光纤Bragg光栅传感特性的实验研究 被引量：27
2
作者 姜德生 梁磊 南秋明 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第7期7-9,共3页
针对光纤Bragg光栅的温度和应力特性进行了实验研究。实验结果表明:光纤光栅的Bragg波长随温度和轴向应变的变化呈现出良好的线性和重复性;光栅的涂敷材料、支撑材料不会改变它的线性和重复性,但对其灵敏度有显著的影响。实验结果可以... 针对光纤Bragg光栅的温度和应力特性进行了实验研究。实验结果表明:光纤光栅的Bragg波长随温度和轴向应变的变化呈现出良好的线性和重复性;光栅的涂敷材料、支撑材料不会改变它的线性和重复性,但对其灵敏度有显著的影响。实验结果可以作为对光纤光栅进一步深入研究的参考。 展开更多
关键词 光纤bragg光栅 温度 应力 涂敷材料 光纤传感技术
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高灵敏度的光纤光栅压强传感器 被引量：22
3
作者 傅海威 乔学光 +1 位作者 贾振安 傅君眉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期187-189,共3页
基于光纤布拉格光栅传感模型 ,提出了一种等强度梁与波纹管相结合的高灵敏度的光纤布拉格光栅压强传感器 ,推导了光纤布拉格光栅反射波中心波长相对偏移量与压强之间的解析关系式 ,从理论和实验上给出了压强灵敏度系数。该传感器的理论... 基于光纤布拉格光栅传感模型 ,提出了一种等强度梁与波纹管相结合的高灵敏度的光纤布拉格光栅压强传感器 ,推导了光纤布拉格光栅反射波中心波长相对偏移量与压强之间的解析关系式 ,从理论和实验上给出了压强灵敏度系数。该传感器的理论和实验压强灵敏度系数分别是 1.4 76× 10 -2 MPa-1、1.35× 10 -2 MPa-1,是裸光纤光栅的 74 5 5倍和 6 80 8倍 ,理论值与实验值吻合得很好。同时指出通过调节等强度梁和波纹管的参量 ,可以将该传感器的压强灵敏度系数做得很高 ,直至破坏了光纤布拉格光栅。 展开更多
关键词 波导光学 光纤光栅 布拉格光栅 光纤光栅压强传感器 压强灵敏度系数 中心波长 弹光系数
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光纤光栅温度灵敏度系数研究 被引量：16
4
作者 贾振安 乔学光 傅海威 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期453-456,共4页
用实验方法得到了裸光栅的平均温度灵敏度系数 η～8.508×10-6/℃和每度波长漂移量Δλc～0.0132nm/℃。进而对实验数据的分析计算发现:光纤光栅(FBG)的温度灵敏度系数并不是常数,而是随测量温度的增大而缓慢增大,反映了FBG的力学... 用实验方法得到了裸光栅的平均温度灵敏度系数 η～8.508×10-6/℃和每度波长漂移量Δλc～0.0132nm/℃。进而对实验数据的分析计算发现:光纤光栅(FBG)的温度灵敏度系数并不是常数,而是随测量温度的增大而缓慢增大,反映了FBG的力学参数是随温度发生变化的。 展开更多
关键词 光纤光栅 温度灵敏度系数 fbg 光纤传感 热膨胀系数 热光系数
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光纤光栅温度传感的非线性现象 被引量：16
5
作者 贾振安 乔学光 +2 位作者 李明 傅海威 刘颖刚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期844-847,共4页
对光纤光栅温度传感反射波长相对漂移量与温度改变量的非线性问题进行了详细研究 .通过对实验曲线的多项式拟合 ,求出了光纤光栅反射中心波长相对漂移量ΔλC/λC 与温度改变量ΔT的解析式 ,用对比法得到了温度灵敏度系数 η表达式 .取... 对光纤光栅温度传感反射波长相对漂移量与温度改变量的非线性问题进行了详细研究 .通过对实验曲线的多项式拟合 ,求出了光纤光栅反射中心波长相对漂移量ΔλC/λC 与温度改变量ΔT的解析式 ,用对比法得到了温度灵敏度系数 η表达式 .取样计算表明 :多项式能更好地反映ΔλC/λC 与ΔT的关系 ,证明了温度灵敏度系数 η不是常量 ,而是随温度增加缓慢增大 . 展开更多
关键词 光纤光栅 温度传感 光纤传感器 非线性现象
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光纤布拉格光栅温度灵敏性的实验研究 被引量：8
6
作者 张晓晶 武湛君 +2 位作者 张博明 吴春涛 杜善义 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期497-499,共3页
在-150～550℃的温度范围内测量了光纤布拉格光栅中心反射波长的温度灵敏性。光栅波长的温度响应是非线性的。通过对试验数据的三次多项式进行拟合分析,结果表明:波长为1500nm左右的光栅具有相同的温度敏感性;波长对温度变化的响应(Δ... 在-150～550℃的温度范围内测量了光纤布拉格光栅中心反射波长的温度灵敏性。光栅波长的温度响应是非线性的。通过对试验数据的三次多项式进行拟合分析,结果表明:波长为1500nm左右的光栅具有相同的温度敏感性;波长对温度变化的响应(ΔλB/ΔT)主要是由折射率的变化(dn/dT)引起的,dn/dT随着温度的降低而减小;得到了温度灵敏系数关于温度的二次表达式,并给出了在-150～550℃温度范围内波长变化的快速估算。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅(fbg) 温度灵敏度系数 热光效应 折射率
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温度对光纤光栅反射波长漂移量的影响 被引量：11
7
作者 贾振安 乔学光 +4 位作者 李明 傅海威 霍汉平 刘颖刚 周红 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期309-311,共3页
设计建立了一套光纤光栅温度传感实验装置 ,研究了温度对光纤光栅反射波长漂移量的影响。分别对升温和降温过程中光纤光栅反射波长进行了测试 ,得到了升温和降温过程每度反射波中心波长平均漂移量 ,分析讨论了波长漂移与温度的变化方向... 设计建立了一套光纤光栅温度传感实验装置 ,研究了温度对光纤光栅反射波长漂移量的影响。分别对升温和降温过程中光纤光栅反射波长进行了测试 ,得到了升温和降温过程每度反射波中心波长平均漂移量 ,分析讨论了波长漂移与温度的变化方向的关系和温度传感响应速度等问题。结果表明 ,光纤光栅温度传感器响应速度很高 ,反射波长漂移量与温度具有比较好的线性关系 ,且与温度的变化方向无关。 展开更多
关键词 光纤光栅 光纤传感 温度 波长漂移
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用于分析双波长光纤光栅的矩阵运算法 被引量：2
8
作者 卓锋 王均宏 +1 位作者 李唐军 赵玉成 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期354-357,共4页
本文提出了可分析双波长光纤光栅的矩阵运算法。将光纤光栅分成许多薄层 ,每一薄层中的折射率近似为恒定的。薄层用传输矩阵表示 ,所有的矩阵相乘 ,可得到整个光栅的传输特性。数值模拟结果表明 。
关键词 双波长 光纤光栅 矩阵运算
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光纤光栅反射波长移动研究 被引量：6
9
作者 谢芳 张书练 +1 位作者 李岩 梁晋文 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期84-85,96,共3页
提出并实验了一种探测光纤光栅波长移动的新方法。该方法用一组与各个传感光纤光栅的参数对应相同的光纤光栅作为滤波元件 ,用抖动倍频的方法跟踪传感光纤光栅的反射光谱的峰值点 ,同时采用高分辨率的光栅尺作为系统的读出设备 ,彻底消... 提出并实验了一种探测光纤光栅波长移动的新方法。该方法用一组与各个传感光纤光栅的参数对应相同的光纤光栅作为滤波元件 ,用抖动倍频的方法跟踪传感光纤光栅的反射光谱的峰值点 ,同时采用高分辨率的光栅尺作为系统的读出设备 ,彻底消除了压电陶瓷的非线性性及滞后性带来的误差 。 展开更多
关键词 反射波长 测量 光纤光栅 传感器 fbg 移动量 抖动倍频
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三角形谱啁啾光纤光栅在光栅传感系统中的应用 被引量：3
10
作者 于志辉 余重秀 +3 位作者 王旭 王葵如 苏福根 李海军 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期54-57,共4页
利用三角形谱啁啾光纤布拉格光栅(T-CFBG)的反射和时延特性,提出了一种新的基于相位检测的FBG解调方案。该方案由光强来确定传感器光栅反射波长的相位延迟角范围,由相位检测来确定在该范围的相位延迟角大小,两者结合给出传感光栅的反射... 利用三角形谱啁啾光纤布拉格光栅(T-CFBG)的反射和时延特性,提出了一种新的基于相位检测的FBG解调方案。该方案由光强来确定传感器光栅反射波长的相位延迟角范围,由相位检测来确定在该范围的相位延迟角大小,两者结合给出传感光栅的反射波长,因此具有更高精度和更大波长检测范围。实验制作了宽带宽具有三角形反射谱的T-C FBG,并对其用于传感解调予以了模拟分析。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅(fbg) 啁啾fbg(Cfbg) 群时延 传感器
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双光纤Bragg光栅波长探测与解调技术 被引量：1
11
作者 王海平 陈荣 +2 位作者 林斌 谢树森 程敏 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第3期4-6,9,共4页
双光纤光栅可以用于光纤光栅传感器中波长移动的探测与解调,提出了一种新的解调方案并对几种可能的解调方案进行了实验对比。结果表明,在宽带光源光谱全功率较小的前提下,利用双光栅透射谱的相关及双光栅透射谱和反射谱的卷积都能实现... 双光纤光栅可以用于光纤光栅传感器中波长移动的探测与解调,提出了一种新的解调方案并对几种可能的解调方案进行了实验对比。结果表明,在宽带光源光谱全功率较小的前提下,利用双光栅透射谱的相关及双光栅透射谱和反射谱的卷积都能实现波长移动的探测与解调,前者有更好的信噪比。而因为系统损耗过大,利用双光栅反射谱的相关不能探测与解调光栅中心反射波长的移动。双光栅波长探测与解调技术将波长的移动转化为相对光强极值的探测,避免了光纤光栅传感器中使用光谱仪等价格昂贵,体积庞大,使用不方便的光谱探测器件,有利于光纤光栅传感器的实用化。 展开更多
关键词 透射谱 光纤bragg光栅 探测与解调 极值探测
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波登管式光纤布拉格光栅压强传感器 被引量：4
12
作者 罗小东 乔学光 +3 位作者 王宏亮 周红 冯德全 刘颖刚 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2006年第8期5-6,共2页
基于光纤布拉格光栅传感模型，提出了一种悬臂梁与波登管相结合的光纤光栅压强传感器的组合设计，推导了光纤布拉格光栅中心波长偏移量与压强之间的解析关系式。理论和实验结果表明，压强调谐光纤布拉格波长的灵敏度系数的理论值与实验... 基于光纤布拉格光栅传感模型，提出了一种悬臂梁与波登管相结合的光纤光栅压强传感器的组合设计，推导了光纤布拉格光栅中心波长偏移量与压强之间的解析关系式。理论和实验结果表明，压强调谐光纤布拉格波长的灵敏度系数的理论值与实验值分别为0．2246nm／MPa、0．2218nm／MPa，在0～6MPa测压范围内，调谐范围为1．35n／n． 展开更多
关键词 导波与光纤光学 光纤布拉格光栅 压强传感器 增敏
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改善波形并增敏的光纤光栅温度传感技术 被引量：3
13
作者 尉婷 乔学光 +2 位作者 贾振安 王宏亮 付海威 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1209-1212,共4页
选用热膨胀系数较大的聚合物和某种偶联材料,采用特殊工艺用其对裸光纤光栅进行封装,消除了封装过程中所带来的光纤光栅啁啾现象,极大地改善了光纤光栅反射波的波形,提高了封装测试过程的重复性,为波长解调解决了一大难题.在30.6℃～12... 选用热膨胀系数较大的聚合物和某种偶联材料,采用特殊工艺用其对裸光纤光栅进行封装,消除了封装过程中所带来的光纤光栅啁啾现象,极大地改善了光纤光栅反射波的波形,提高了封装测试过程的重复性,为波长解调解决了一大难题.在30.6℃～120℃范围内,测量过程中波形很好并几乎不变,温度灵敏度为0.1173nm/℃,温度分辨率为<0.43℃,比裸光纤光栅增加了11倍;平均灵敏度增敏倍数γ′=10.34,与理论计算灵敏度增敏倍数γ=10.76符合得比较好.聚合物封装光纤光栅的温度响应曲线具有很好的线性. 展开更多
关键词 光纤传感 光纤光栅 封装工艺 温度传感 温度增敏
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光纤Bragg光栅反射波长移位探测的一种新方法 被引量：1
14
作者 张爱华 李岩 +1 位作者 张书练 谢芳 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2002年第3期180-182,共3页
提出了一种用计算机实现的光纤 Bragg光栅反射波长移位的探测方法。由计算机经 D/ A转换器产生一个扫描三角波 ,驱动 PZT周期拉伸参考光纤光栅。当参考光纤光栅栅距与传感光纤光栅栅距匹配时 ,探测器输出峰值 ,由此可测得传感光纤光栅... 提出了一种用计算机实现的光纤 Bragg光栅反射波长移位的探测方法。由计算机经 D/ A转换器产生一个扫描三角波 ,驱动 PZT周期拉伸参考光纤光栅。当参考光纤光栅栅距与传感光纤光栅栅距匹配时 ,探测器输出峰值 ,由此可测得传感光纤光栅反射波长移位。实验表明 ,该方法可构成柔性实验系统 ,具有波长移位探测精度高 ,线性度好 ,易操作等优点。 展开更多
关键词 反射波长移位 光纤布喇格光栅 栅距 探测
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DBR光纤激光应变传感研究 被引量：1
15
作者 丁瑶芳 姜德生 +1 位作者 周次明 黄娟 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期2405-2407,共3页
光纤激光器是一种信噪比很高的优质光源,具有光束质量好、窄线宽、高功率等优异的性能,将光纤激光器应用于传感,能弥补布拉格光栅传感的不足.通过利用光纤激光器构成的光纤激光传感器与光纤布拉格光栅传感器相比较,进行应变传感实验研究... 光纤激光器是一种信噪比很高的优质光源,具有光束质量好、窄线宽、高功率等优异的性能,将光纤激光器应用于传感,能弥补布拉格光栅传感的不足.通过利用光纤激光器构成的光纤激光传感器与光纤布拉格光栅传感器相比较,进行应变传感实验研究.实验结果说明光纤激光器型传感器具有更高信噪比和输出功率.与传统的布拉格光栅比较,输出信号的功率增大了23dB,信噪比得到19dB的提高.线宽减少了约1/5. 展开更多
关键词 分布布拉格反射 光纤布拉格光栅 应变
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光纤CDMA系统中FBG编—解码器的原理与应用 被引量：2
16
作者 丁美玲 章献民 陈抗生 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期615-619,共5页
从光纤码分多址 (OCDMA)系统的扩频特征和光纤布拉格光栅 (FBG)的性能出发 ,对 FBG编 -解码器的编 -解码原理进行了推导 ,并探讨了它实现跳频 (FH)、频域编码 (FE)和直接序列扩频 (DS)等OCDMA系统编 -解码的方法 ,分析了 FBG编 -解码器... 从光纤码分多址 (OCDMA)系统的扩频特征和光纤布拉格光栅 (FBG)的性能出发 ,对 FBG编 -解码器的编 -解码原理进行了推导 ,并探讨了它实现跳频 (FH)、频域编码 (FE)和直接序列扩频 (DS)等OCDMA系统编 -解码的方法 ,分析了 FBG编 -解码器对系统性能的影响。与光纤延迟线 DS- OCDMA编-解码器和衍射光栅 FE- OCDMA编 -解码器的比较结果显示 ,FBG编 -解码器在 OCDMA (特别是 FH-OCDMA)系统中具有功率效率高、信噪比性能好和最大数据传输速率高等方面的优点。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 光通信 光纤码分多址 光编-解码器 码分多址
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基于FBG反射谱信噪比测量的重金属离子传感器 被引量：3
17
作者 林云峰 杨菁怡 董新永 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期704-708,共5页
实现了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)及其末端镀膜的高灵敏度Ni^(2+)浓度光纤传感器。壳聚糖和聚丙烯酸(PAA)通过自组装,以聚合物膜的形式直接聚合沉积在光纤末端。当Ni^(2+)因螯合作用而被膜吸附时,膜的折射率发生变化,从而使光纤末端... 实现了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)及其末端镀膜的高灵敏度Ni^(2+)浓度光纤传感器。壳聚糖和聚丙烯酸(PAA)通过自组装,以聚合物膜的形式直接聚合沉积在光纤末端。当Ni^(2+)因螯合作用而被膜吸附时,膜的折射率发生变化,从而使光纤末端的菲涅尔反射发生改变。通过测量菲涅尔反射光谱中信噪比(SNR)的变化,就可以得到Ni^(2+)的浓度。实验测得传感器的最大线性灵敏度可达35.52dB/mM。利用SNR解调的方法不仅可以消除光源功率波动对测量精度的影响,同时可以利用FBG谐振波长的漂移测量温度变化。本文实现的Ni^(2+)浓度光纤传感器,具有良好的灵敏度、成本低和结构简单等优点。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅(fbg) fbg传感器 重金属探测 NI 2+
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基于腰椎放大熔接的FBG热线式风力计 被引量：3
18
作者 赵学芳 王新淮 董新永 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第10期57-59,62,共4页
提出了一种基于腰椎放大熔接和光纤Bragg光栅（FBG）的热线式风力计,传感结构由表面镀金属银膜的FBG和腰椎放大光纤熔接点构成。腰椎放大熔接点将高功率的泵浦激光由纤芯耦合到光纤包层,被镀银膜吸收产生热量,从而使FBG的温度升高。当... 提出了一种基于腰椎放大熔接和光纤Bragg光栅（FBG）的热线式风力计,传感结构由表面镀金属银膜的FBG和腰椎放大光纤熔接点构成。腰椎放大熔接点将高功率的泵浦激光由纤芯耦合到光纤包层,被镀银膜吸收产生热量,从而使FBG的温度升高。当气流经FBG时,部分热量会被带走,导致FBG的温度降低。FBG的中心波长随温度的变化而变化,因此,通过测量FBG波长的漂移即可以测得气流速度。实验结果表明：此FBG热线式风力计的测量范围为0~13.7 m/s,灵敏度和分辨率分别可达1.0 nm/（m/s）和0.001 m/s。 展开更多
关键词 热线式风力计 光纤bragg光栅 腰椎放大熔接点 光纤传感
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FBG传感对应变,温度及湿度的同时测量 被引量：3
19
作者 郭婷 惠小强 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2013年第1期43-46,共4页
为更好地解决交叉敏感这一光纤光栅应用中的瓶颈问题,该文从光纤布喇格光栅(FBG)的传感理论出发,分析了光纤光栅在同时测量应变、温度及湿度时交叉敏感的物理机制。通过给光纤光栅外层镀湿敏材料和温敏材料,推广了双光栅法解决交叉敏感... 为更好地解决交叉敏感这一光纤光栅应用中的瓶颈问题,该文从光纤布喇格光栅(FBG)的传感理论出发,分析了光纤光栅在同时测量应变、温度及湿度时交叉敏感的物理机制。通过给光纤光栅外层镀湿敏材料和温敏材料,推广了双光栅法解决交叉敏感的思路,采用三光栅法实现同时对应变、温度及湿度的测量,并设计了相应的解调方案。通过控制步进电机对基于悬臂梁的匹配光栅施加压力或拉力,从而与传感光栅进行匹配,能对传感光栅的波长漂移量进行高精度的测量。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤布喇格光栅(fbg) 交叉敏感 三参量测量 湿敏材料
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利用光敏光纤制作少模光纤布喇格光栅 被引量：3
20
作者 范万德 项阳 +4 位作者 许兆文 张昊 宁鼎 袁树忠 董孝义 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期564-566,共3页
利用相位掩模技术在光敏光纤中制作出了少模光纤布喇格光栅 ,1 .0 6 μm波长附近有2～ 3个特征峰 ,峰值约 4～ 5dB 对这种光纤光栅的特性进行了分析 ,结果表明理论与实验结果符合得较好 ,并对光纤光栅的温度特性进行了实验研究和理论分... 利用相位掩模技术在光敏光纤中制作出了少模光纤布喇格光栅 ,1 .0 6 μm波长附近有2～ 3个特征峰 ,峰值约 4～ 5dB 对这种光纤光栅的特性进行了分析 ,结果表明理论与实验结果符合得较好 ,并对光纤光栅的温度特性进行了实验研究和理论分析 ,实验结果测得光纤光栅的温度敏感度为 9～ 1 展开更多
关键词 光纤布喇格光栅(FBC) 相位掩模 少量模 温度特性
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