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当今世界已经跨入信息时代,光纤作为信息传输的载体得到了广泛地应用,各种类型的光纤系统及光纤器件共同构筑了和改善着我们这个社会信息交流的平台,显示了不可替代的重要性。本文分别就光纤无源器件中的光纤光栅和有源器件中的宽带可调谐掺铒光纤激光器进行了较深入的理论与实验研究,研究工作发展了光纤光栅的波长和带宽调谐技术及应用,获得了C+L波段的宽带可调谐掺铒光纤激光器及其输出特性随多种参数的变化等。论文的主要工作可归纳如下:1.用光纤光栅的耦合模理论和传输矩阵分析法,结合MATLAB编程数值模拟和研究了均匀周期布喇格光纤光栅、切趾光纤光栅、相移光纤光栅、啁啾相移光纤光栅等多种类型光纤光栅的光谱和色散特性。2.研究了光纤光栅波长调谐的原理与技术,在国内首次进行了光纤光栅的金属封装和电流调谐,采用金属套管和真空镀膜两种方法分别进行了实验,得到了2.1×10-3nm/(mA)2的调谐灵敏度,并将此项技术成功地应用于光纤光栅外腔半导体激光器的电流选模,实现了激光输出在5nm范围内的6个不同波长模式间的转换。3.首次提出了一种基于悬臂梁结构的温度补偿的光纤光栅位移传感方案,将FBG粘贴到悬臂梁与固定基板的连接处,利用二者对自由端位移和环境温度的不同响应,实现了对位移和温度的同时测量,分辨率(受光谱仪0.1nm的波长分辨率限制)分别达到了0.08mm和3.1°C(位移不变时可达0.73°C),位移测量的范围在不损坏光栅的前提下达到了10.5mm。该方案对测量范围和分辨率具有灵活性,非常适用于温度变化情况下的位移传感。4.首次提出了一种中心布喇格波长不移动的线性的光纤光栅带宽/色散调谐技术,将FBG斜向粘贴到弹性梁的侧面,利用弹性梁弯曲时在不同厚度上产生的应变的差异,在FBG上沿长度方向获得中点处为零的线性梯度应变,将FBG调谐成CFBG,其带宽与梁中性面的曲率成正比,而中心布喇格波长不移动。利用此项技术成功地将FBG的带宽从0.42nm展宽到了11.32nm,是当时文献报道的最大值(现在的最大值为18.3nm,是作者参与情况下用同种方法得到的),调谐速率为2.74nm/m-1。5.首次提出了一种基于光纤光栅啁啾效应的温度不敏感的光纤光栅弯曲传感方案,将FBG斜向粘贴到弹性梁的侧面,利用FBG的带宽对弹性梁弯曲和中心布喇格波长对温度的分别的线性响应,用单个FBG实现了对曲率和温度的