薄结构在工程实际中应用十分广泛，如土木建筑结构中的平板以及航空飞机机翼等，因此进行深入的研究具有重要的理论意义和实用价值。当薄结构受到外界的动态激励和干扰时，特别容易产生振动，不仅会降低系统的稳定性，甚至危及财产和生命安全，所以必须加以控制。因此，一个能在任何时刻提供高精度振动频率与振动幅度的闭环控制系统是十分必要的。对材料结构的传统振动测试方法是将大量的位移、速度或加速度传感器放置在结构的表面上，通过各点的测量推算出结构整体的振动状态。显然，这种方法测量振动频率和振幅的能力是有限的，满足不了航空航天等领域越来越高的精度要求，更无法实现在线振动控制。由于实际结构通常是一个复杂的多自由度系统，当发生振动时含有多个振动模态，可以看成是多个振动模态按一定比例的叠加。因此如果能分解和检测出所关注的每种应变或位移模态振型，则可以对每个独立的模态进行控制。 对于每种位移模态，结构将产生相应形变，通常是采用应变计来测量。然而对于薄结构，由于应变小，应变测量将比较困难且不准确。通过比较结构发生变形时的应变大小和曲率量的关系，可以看出，表面尺度相同而厚度不同的薄结构在变形相同的情况下，结构的应变不同，而结构的变形曲率却保持不变。因此提出了利用曲率模态传感器测量薄结构在不同位移振动模态下的形变的方法，进而确定薄结构在外部激励或干扰下的振动模态，达到在线振动测量与控制的目的。 本文从理论和实验两个方面对分布式光纤曲率模态传感器进行了分析和研究。 光纤曲率模态传感器属于强度调制型传感器，主要利用微弯损耗以及敏感区对损耗的放大作用进行强度调制，并将振动模态与传感光纤上的敏感区匹配方式相结合，从而获得振动模态的信息。本文分别从几何光学和波动光学两个角度进行理论分析。 实验主要包括光纤曲率模态传感器的性能测试实验，参数优化实验以及振动模态测量的静态实验和动态实验。通过以上几部分的实验，充分表明研制的新型传感器用于薄结构的振动模态测量是可行的，且具有较好的传感性能。 广东工业大学工学硕士学位论文 最后利用ANSYS有限元对光纤曲率模态传感器进行仿真和计算，进一步研究带“敏感区”的弯曲圆波导的光传播特性，仿真不同弯曲、不同敏感区参数时，光功率的变化情况。