工程论文哪里有？本文在以FBG的相关研究为基础，对TFBG的理论基础、光谱特性、传感以及解调理论进行了进一步的探究。最终把TFBG应用到传感和解调的实验系统当中，针对环境当中的温度和折射率参量进行了传感解调的实验，所设计的解调系统具有灵敏度高和检测速度快等优点。
第一章 绪论
1.3倾斜光纤光栅的概述
TFBG又被称为闪耀光栅[25]，TFBG和FBG具有许多相同的特点，例如它们二者的纤芯折射率调制都是均匀的。但是在某些方面，它和普通的布拉格光栅又存在结构上的差异：它的光栅栅面与纤芯轴向不是相互平行的状态，二者之间存在一定的角度，正是这样的倾角存在，TFBG内部存在多种模式耦合。与FBG不同的是，TFBG内部不仅仅存在纤芯模，还有包层模和辐射模[26-27]同时存在，并且这几种模式之间还会有相互的耦合情况出现。当入射光在光纤中传输遇到光栅时，满足布拉格条件的会产生反射；而满足包层辐射模式条件的会被耦合到包层当中，与外界环境产生能量交换。因此，不同倾角的TFBG会有不同程度的模式耦合，相应的所产生的光谱谐振峰[28]也都不一样。当倾角较小时，TFBG与FBG之间的特性大致相同，而当倾角逐渐增大时，TFBG有可能展现出和其他结构的光纤光栅相似的特性。正是由于TFBG的独特结构，如今常常被用作传感方向的研究，当想要测量环境的各种因素变化时，可以先对倾斜光纤光栅的光谱改变进行检测，然后通过传感的理论得到原先的测量目的。目前已经有不少研究人员进行了对TFBG的研究，不过时至今日还是有许多值得探索的方向去深入。
第三章 倾斜光纤光栅的光谱特性
3.1光栅参数对TFBG的影响
TFBG的透射光谱如图3.1所示，从左至右以此为包层模、幻影模和纤芯模，从图中也可以看出TFBG的光谱图比FBG要复杂的多，所以对其光谱图进行一个全面的理论研究是很有必要的。本文采用的是OptiGrating软件对它的光谱进行仿真分析。
在OptiGrating中将光纤参数和一些环境变量进行设置：纤芯的半径为4.1 m，折射率大小为1.468；包层的半径为62.5 m，折射率大小为1.458，外界环境介质的半径为121 m，折射率大小为1，接着保证光栅的参数不变，只改变某一个结构参数的大小，对它的光谱特性进行仿真。
第五章 基于倾斜光纤光栅的温度传感解调研究
5.1 TFBG边缘解调原理
在第三章的仿真过程中可以了解到，外界的温度和折射率发生改变时会引起TFBG波长的漂移，而TFBG的解调需要做的就是获取波长的偏移量。在后文的叙述中，重点就是在用实验去探究和验证TFBG的传感解调[66]。解调的方法多种多样，其中静态的解调方法往往更加稳定和易于操作，而动态解调方法虽然操作相对复杂困难，但是却可以获得更高的灵敏度。 为了适应如今的现实环境，获得更高的系统灵敏度，本文采取了动态解调的解调方法。由于在仿真过程中发现环境折射率[67-68]不断增大时，TFBG的包层模会发生模式衰减最终消失，于是在实验中继续深入探究TFBG的这一特性，最终发现当环境折射率大于包层的折射率时，TFBG的包层模共振会转变为具有良好线性度的光谱。光谱总体的范围很宽，能够同时容纳下多个FBG的反射光谱，所以将多个FBG传感光栅作为系统中的传输组件和敏感元件，TFBG就作为边缘滤波器来组成解调系统。这样一来，当FBG光栅的波长发生漂移时，在它经过充当边缘滤波器的TFBG之后就会表现为功率的改变，这就是边缘解调的原理。
5.2 基于TFBG的温度传感解调系统
标准的解调系统如图5.3所示，系统由一个宽带光源,两个耦合器，四个不同中心波长的FBG，TFBG和光谱仪组成。宽带光源的入射光经过FBG反射之后形成四个不同中心波长的波峰，之后再透过充当边缘滤波器的TFBG实现解调的过程，最终通过检测输出光功率的大小来实现对波长大小的解调，同时系统中还会有参考光路，用来和解调光路进行对照参考，这样一来能够有效抑制光路不稳定的问题。
整体的实验装置图如图5.3所示，在实验过程中，将TFBG浸没在折射率匹配液中，同时为了保证它的光谱不受微小应力的干扰，需要保持TFBG的栅区呈自然伸直状态。另外如果这样直接进行实验可能会因为FBG光栅从室温升高到最高承受温度100℃时，它的中心波长漂移量只有1nm左右，波长漂移的区间过小使得最终测出的灵敏度偏低。所以在实验之前，想出了提高整体系统灵敏度的方法，就是对FBG光栅进行封装。
第六章 总结与展望
随着科研学者们对光通信器件研究的日益深入，TFBG由于自身独特的结构和特性，开始被人们用于传感以及解调的领域。本文在以FBG的相关研究为基础，对TFBG的理论基础、光谱特性、传感以及解调理论进行了进一步的探究。最终把TFBG应用到传感和解调的实验系统当中，针对环境当中的温度和折射率参量进行了传感解调的实验，所设计的解调系统具有灵敏度高和检测速度快等优点。具体的研究主要有以下几个方面：
（1）从FBG的分类和发展等方面入手，进一步介绍了TFBG的发展历史和应用范围，着重对它的写制流程以及传感理论方面进行了理论阐述。
（2）介绍了TFBG的基础理论和结构特征，紧接着用耦合模理论的方法对它的各个模式波长进行了理论推导，从而得到了每个模式的波长受到哪些参量的影响。此外还介绍了当所要研究的光栅周期是不均匀的时候，如何使用传输矩阵法进行分析。
（3）从TFBG自身的结构出发，研究了它的透射光谱随自身参数（周期、倾角、长度、调制深度等）的变化规律，掌握了如何通过改变TFBG的参数得到想要的透射光谱。还通过仿真得到TFBG光谱对外界环境参量（温度和折射率）的敏感程度，初步得到TFBG对于折射率和温度的传感规律：当外界温度升高时，TFBG的光谱会发生波长的线性漂移，其他的光谱特性不变；当外界的折射率发生改变时，TFBG的纤芯模不敏感，包层模会从短波长方向上发生衰减，包络面积会迅速减小。
（4）运用实验探究了TFBG对于折射率改变时的光谱变化，得出在一定的折射率范围内，它的波长漂移量是和折射率呈线性关系的。然后利用3dB耦合器级联TFBG，设计了一种新型的功率参考折射计，实现了对折射率的传感解调，并且与TFBG直接进行解调的系统作对比，实现了灵敏度的提升。
参考文献（略）
