刘超　孙祺　柴雅婷等

摘要： 倾斜光纤光栅作为一种特殊结构的光纤光栅，近年来受到了研究人员的广泛关注。基于模式耦合理论，仿真研究了光栅周期对倾斜光纤光栅透射谱的影响规律。研究结果表明，纤芯导模与包层模的波长差和光栅周期之间存在良好的线性关系。利用这一结论可提高倾斜光纤光栅在应变测量中的灵敏度和检测精度，且能够实现单光纤多测量的目的。

关键词： 倾斜光纤光栅（TFBG）； 透射谱； 周期； 理论仿真

中图分类号： TN 253； TP 212.14文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.01.012

引言

倾斜光纤光栅（tilted fiber Bragg grating，TFBG）由于其栅平面与光纤横截面成一夹角的特殊结构，使其能够将纤芯模式耦合到包层中，形成一系列反向传播的包层模式。将倾斜光纤光栅这一特性应用于传感领域中，可提高传感器灵敏度，解决长周期光纤光栅固有的交叉敏感问题[1]，且可以结合数据融合的方法实现单一光纤同时多测量的目的，倾斜光纤光栅在众多领域中显示出了广阔的应用前景[25]。光纤布拉格光栅作为应变传感器的方法已有报道[67]，但仅依靠测量光纤中心波长得到的应变测量结果误差略大，且只能完成单一测量。研究表明，倾斜光纤光栅的栅周期的微小变化对其透射光谱有较大影响[8]。本文用倾斜光纤光栅代替传统的光纤布拉格光栅并将其固定在待测物体上，因沿纤芯轴线方向的应变会引起光纤的长度的变化，进而使光栅周期发生改变，通过倾斜光纤光栅透射谱的变化反映出光栅周期的细微变化，达到测量应变的目的。……