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本文在研究光纤光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)与光纤FP腔(Fabry-Perot cavity, FP)传感特性的基础上,将二者结合,形成光纤光栅FP腔(FBG-FP cavity),利用其传感特性将其用于温度和液体浓度测量,即利用FBG-FP腔反射谱中心波长受外界温度影响的变化关系,将FBG-FP腔作为温度传感传感元件,并采用一种相关解调方法达到温度测量的目的。同时利用光纤端面的菲涅尔反射(Fresnel reflection)对液体浓度进行测量,通过快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)后频谱的幅值对液体的折射率进行测量,从而获得液体的浓度值。相对于传统光纤FP腔,FBG-FP腔具有许多优点:制作简单、复用潜力大,并保留了普通FP腔分辨率高和FBG传感器可绝对测量的特点,扩大了测量范围。围绕着将FBG-FP腔用于温度和液体浓度的测量研究,本文的主要内容如下:(1) FBG-FP腔传感技术是FBG和光纤FP腔的延伸和组合,首先分别介绍了它们各自的传感发展历程,尤其是温度和液体浓度传感方面的应用,并分析了它们在检测物理参数时所存在的主要问题;然后,研究FBG-FP腔的传感应用,为本文的传感器及方案设计提供依据。(2)基于耦合模理论对FBG和光纤FP腔的传输特性进行分析,讨论了光栅长度和折射率调制等参数变化对反光谱的影响。在此基础上,通过光束传播法推导了FBG-FP腔反射率和透射率的严格表达式。利用Matlab对FBG-FP腔的光谱特性进行数值模拟分析,并研究了比栅长度和FP腔长对反射光谱的影响。(3)分析FBG-FP腔对温度及液体浓度的传感特性,在此基础上,介绍一种适用于FBG-FP腔的快速傅立叶变换解调方法。该方法使光纤光栅FP腔同时具有了测量分辨率高和可绝对测量的优点。(4)设计整个实验系统,分别对实验所需的仪器和设备的参数进行了说明,并完成了温度及液体浓度的测量,给出了相应的实验结果,验证了解调方法的可行性。本文为FBG-FP腔温度传感器的研究提供了理论和一定的实际应用依据。