基于布里渊光时域分析测量保偏光纤双折射及其温度系数研究

摘要

光纤陀螺是一种运用于惯性导航的光纤传感器，它的重要部件光纤陀螺环的制作工艺是影响光纤陀螺精度的关键性因素。其中光纤陀螺环的双折射及其温度系数对光纤陀螺的测量精度影响较大，因此测量高精度光纤陀螺用保偏光纤的双折射及其温度系数对于光纤陀螺环质量的监测有着非常重要的意义。因此本文对高精度光纤陀螺环用保偏光纤的双折射及其温度系数的变化情况进行了一系列的研究，具体内容如下：
　　（1）介绍了光纤陀螺的基本原理和特点，分析了光纤陀螺用保偏光纤的双折射及其温度系数对其精度的影响，介绍了光纤陀螺用保偏光纤基本特性。
　　（2）基于受激布里渊散射三波耦合方程理论介绍了差分脉冲对布里渊光时域分析（DPP-BOTDA）测试保偏光纤双折射及其温度系数的原理。设计并搭建了DPP-BOTDA系统，提出了利用求导和互相关法处理实验数据的方法。
　　（3）测量了三种不同类型的保偏光纤在不同温度下的双折射及其温度系数，提出了两种得到保偏光纤温度系数的处理方法：一种是依据保偏光纤的双折射随温度的变化得到保偏光纤的温度系数；另一种是基于快轴和慢轴折射率随温度的变化量求保偏光纤的双折射。
　　（4）讨论了恒温箱外待测光纤，温度致光纤长度变化以及采样率对测量保偏光纤双折射和温度系数导致的误差。

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第1章 绪 论

1.1引言

1.2光纤陀螺

1.3测量保偏光纤双折射和温度系数的意义

1.4国内外测量保偏光纤双折射和温度系数研究现状及分析

1.5本文的主要研究内容

第2章 保偏光纤简介

2.1引言

2.2保偏光纤的概念

2.3保偏光纤的分类

2.4保偏光纤的特性

2.5本章小结

第3章 DPP-BOTDA测量保偏光纤双折射及其温度系数理论研究

3.1引言

3.2 DPP-BOTDA技术耦合方程的建立

3.3相对时间延迟和双折射与温度系数之间的关系

3.4 DPP-BOTDA技术测量保偏光纤双折射和温度系数的原理

3.5本章小结

第4章 DPP-BOTDA测量保偏光纤双折射及其温度系数实验研究

4.1 DPP-BOTDA测量保偏光纤双折射和温度系数

4.2 DPP-BOTDA测量保偏光纤双折射和温度系数数据处理结果

4.3误差分析

4.7本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢