1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1研究目的及意义
随着当今社会信息的爆炸性增长，光通信技术和计算机技术也得到了飞速发展。光纤通信器件成为该领域的研究热点，其中光纤布拉格光栅是一种重要的光纤光学器件，在光纤通信、光纤传感等领域有着广泛的用途。光纤光栅传感系统能够利用复用技术组建传感网络，使用全同弱光栅构建传感网络可有效地提高复用容量，并降低系统成本，因此受到海内外研究者的热捧。
布拉格光栅是一种光纤系统传输器件.指利用某些光纤紫外光敏特性使纤芯折射率沿轴向形成小的周期性调制而形成的光纤器件。折射率变化在10-5～10-3之间。制作方法有相干法、相信模板法、逐点写入法等。光纤布拉格光栅分透射和反射两种类型。它是利用光纤的光敏性，通过紫外光照射导致纤芯折射率发生变化而制成的一种光纤无源器件。光纤光栅相当于一个窄带的滤波器或反射镜。当外界环境改变时，由于热光效应、弹光效应、法拉第效应等的作用导致bragg中心波长发生漂移，测量此波长的漂移量就可检测外界温度、应力、磁场等的变化，还可间接测量加速度、振动、浓度、液位、电流、电压等物理量。利用这一特性可制成用以检测多种参量的光纤传感器和光纤传感网。随着光纤光栅写入技术和传感器封装技术的不断完善，一些光纤光栅传感器已开始规模化生产。除了由光纤的本征属性所带来的优点，如质轻、径细、柔韧、化学稳定、耐高温、抗电磁干扰等，光纤光栅传感器还具有很多独特的优势，如传感器尺寸小，易于埋入结构中，复用性好，易于组成网络，能够实现准分布式测量，灵敏度高，响应速度快，传输距离远，测量信息是波长编码的绝对测量，不受光源的光强波动、光纤连接及藕合损耗、以及光波偏振态的变化等因素的影响，有较强的抗干扰能力。这些使得光纤光栅传感器成为理想的传感器，并在航空航天航海等军事领域，大型土木工程、电力、医疗等民用领域得到了广泛的应用。口益增多的应用成果表明，光纤光栅已成为目前最有发展前途、最具有代表性的光纤无源器件之一。
2. 研究的基本内容与方案
图1所示为基于弱反射光栅光纤的分布式传感方法原理图。弱反射布拉格光纤光栅阵列作为系统的传感单元，这些弱反射光纤光栅反射率、中心波长和带宽等光学参数均相同，称为“全同”光栅。信号光入射到达弱反射光纤光栅时，与光纤光栅的中心波长一致的很小一部分信号光被光纤光栅反射回来，剩余的大部分光继续向前传输直到下一个弱反射光纤光栅，继续发生同样的作用，接着继续如此进行下去，直到序列中的最后一个光栅。最后只需要分析探测系统接收到的光栅中心波长的变化情况，就可以实现阵列中每个光栅的传感功能。这种光栅阵列的光波传输特性类似光纤中的非线性后向散射效应，如后向拉曼散射、后向布里渊散射等，能够实现长距离、无遗漏的分布式传感检测。同时与后向散射效应相比，其反射率高出5-6个数量级，因此能实现的传感精度比利用散射的分布式传感高出许多。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，完成开题报告。
第4－5周：熟悉掌握基本理论，完成英文资料的翻译，熟悉开发环境。
第6－9周：编程实现各算法，并进行仿真调试。
4. 参考文献（12篇以上）
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