跳到主要內容

簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 黃鴻傑
Hong-Jie Huang
論文名稱: 亂相編碼於體積全像之全光學分佈式光纖感測系統之研究
指導教授: 孫慶成
Ching-cherng Sun
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 光電科學與工程學系
Department of Optics and Photonics
畢業學年度: 89
語文別: 中文
論文頁數: 93
相關次數: 點閱:21下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

  • 當對此多模光纖引入一外力擾動時,例如應力、溫度改變,會導致光
    纖內傳導各個模態間的光程有不一致的變化,再利用 LiNbO3 晶體配
    合體積全像光學,作為儲存資料、訊號運算,以及顯式結果的媒介,
    而結構成此一全光學分佈式光纖感測系統。
    由於一獨特的光纖光斑相對於一獨特的外在干擾,因此當此多模
    步階式光纖受到外在干擾時,以此光纖光斑當做參考光,同時間以另
    一道帶有相當干擾數值的訊號光,兩道光在空間上產生獨特的明亮相
    間干涉條紋,利用光折變晶體的特性,將此明亮相間的干涉條紋,以
    折射率變化的方式記錄起來,當記錄的步驟完成之後,此一光折變晶
    體 LiNbO3 便身兼資料庫與運算器的功能。我們遮蔽住所有帶有干擾
    數值的訊號光,以受到獨特外在干擾的光纖光斑照射寫錄完成的晶
    體,LiNbO3 便即時地繞射出相對的干擾數值。此一系統的優點在於
    資料儲存、訊號運算以及顯示完全是光學的方式,無須電子的媒介,
    因而謂之全光學式系統。
    此一系統的應用更延伸至分佈式干擾的偵測,不僅僅是定點式外
    在干擾的檢測系統,對於不同位置的外在干擾,都能因應需要而設計
    出適合的系統,本文就是針對此一要題的研究。


    目錄 I 圖索引 IV 第一章 導論 1 1-1 光折變體積全像光學 1 1-2 光纖感測器 1 1-3 論文大綱 3 第二章 光折變效應與體積全像 4 2-1 光折變效應 4 2-2 鈮酸鋰晶體之光折變效應響應 9 2-2-1 鈮酸鋰之電光效應 9 2-2-2 折射率光柵之響應時間 11 2-2-2-1 折射率光柵形成時間 11 2-2-2-2 光柵衰減時間 13 2-3 體積全像 14 2-4 多工儲存之機制 17 2-4-1 角度多工 18 2-4-2 波長多工 19 2-4-3 位移多工 20 2-4-4 相位多工 21 II 第三章 光纖原理 23 3-1 全反射 23 3-2 數值孔徑 25 3-3 光纖模態 26 3-4 光纖光斑 33 第四章 全光學分佈式光纖感測系統 35 4-1 設計原理 35 4-2 系統架設 37 4-3 實驗步驟 41 4-4 數據分析 42 4-4-1 歸一化繞射效率 42 4-4-2 齒輪間隙 44 第五章 理論模擬 47 5.1 模擬光纖光斑 48 5.2 高斯分佈 50 5.3 光纖增長量 54 5.4 模擬繞射效率 56 5-4-1 記錄位置與繞射效率關係之模擬 57 5-4-2 光纖數目與繞射效率關係之模擬 58 5-4-3 分佈式擾動與繞射效率關係之模擬 60 III 第六章 實驗結果 61 6-1 記錄位置與繞射效率之關係 61 6-2 光纖數目與繞射效率之關係 71 6-3 分佈式擾動與繞射效率之關係 80 第七章 結論 86 參考資料 87 中英文對照表 90

    [1] D.Gabor, “A new Microscopic principle, ” Nature 161,777 (1948).
    [2] R. J. Collier, C. B. Burckhardt, and L. H. Lin, Optical Holography
    (Academic Press, New York, 1971).
    [3] Asthana and B. Finkelstin, “Superdense optical storage system,”
    IEEE Spectrum, p. 25-31 (1995). [4] C. C. Sun, Y. M. Chen, W. C. Su, “All-optical fiber sensing system
    based on random phase encoding and volume holographic
    interconnection,” Opt. Eng ( Letters ).40, 100-161 ( 2001 )
    [5] B. Culshaw and J. Dakin, Optical Fiber Sensor : System and
    Applications (Artech. Boston, Mass., 1989).
    [6] A. Ashkin, G. D. Boyd, J. M. Dziedzic, R. G. Smith, A. A. Bullman,
    J. J. Lecinstein and K. Nassau, “Optical-induced refractive index
    inhomogeneity in LiNbO3 and LiTaO3”, Appl. Phys. Lett. 9, 72
    (1966).
    [7] F. S. Chen, “Optical induced change of refractive indices in LiNbO3
    and LiTaO3,” J. Appl. Phys. Lett. 44,948(1984).
    [8] L. Young. W. K. Wing, M. L. W. Thewait and W. D. Crnish,
    “Theory of formation of phase holograms in lithium niobate,” Appl.
    Phys. Lett. 24,264(1974).
    [9] G. A. Alphonse, R. C. Alig, O. L. Staebler and W. Phillips, “Time
    dependent characteristics of photo-induced space charge field and
    phase holograms in lithium niboate and other photorefractive
    materials, ” RCA Review 36,213(1975). [10] D. VonderLinde and A. M. Glass, “Photorefractive effects for reversible holographic storage of information,” J. Appl. Phys. 8, 85 (1975). [11] D. M. Kim, R. R. Shah, T. A. Rabson and F. K. Tittel, “Nonlinear dynamic theory for photorefractive phase hologram formation,” Appl. Phys. Lett. 28,388 (1976). [12] N. V. Kukhtarve, V. B. Markov, S. G. Odulov, M. S. Soskin and V. L. Vinetskii, “Holographic storage in electro-optic crystals. I. Steady state,” Ferroelectrics 22,949 (1979). [13] J. Feingerg, D. Heiman, A. R. Tanguay and R. W. Hellwarth, “Photorefractive effects and light-induced charge migration in barium titanate,” J. Appl. Phys. 51,1297, (1980). [14] A. Yariv and Pochi Yeh, Optical Waves in Crystals (Wiely, New York, 1984). [15] Pochi Yeh, Introduction to photorefractive Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1993). [16] W. R. Klein, “Theoretical efficiency of Bragg devices,” Proc. IEEE 54,803 (1996). [17] F. H. Mok, M. C. Tackitt, and H. M. Stoll, “Storage of 500 High-resolution holograms in LiNbO3 Crustal,” Opt. Lett. 16,605 (1991). [18] G. A. Rakuljic, V. Leyva, and A. Yariv, “Optical data storage by using prthogonal wavelength-multiplexed volume hologram,” Opt. Lett. 17,1471 (1992). [19] H. Y. Li and D. Psaltis, “Three-dimensional holographic disks,”
    88
    89
    Appl. Opt. 33, 3764 (1994).
    [20] C. Denz, G. Pauliat, G. Rooson, and T. Tschudi, “Volume
    hologram multiplexing using a deterministic phase encoding
    method,” Opt. Commum. 85,171 (1991).
    [21] C. C. Sun, R. H. Tsou, W. Chang, J. Y. Chang, and M. W. Chang,
    “Random phase-coded multiplexing of hologram volumes using
    ground glass,” Optical Quantum Electronics 28,1551 (1996).
    [22] J. T. LaMacchia and D. L. White, “Code multiplex exposure holograms,” Appl. Opt. 7,91 (1986).
    [23] T. Okoshi, Optical Fibers (Academic Press, New York, 1982).
    [24] G. P. Agrawal, Fiber- Optic Communication Systems (Wiely, New
    York, 1997).
    [25] 陳逸明,利用亂相編碼與體積全像之全光學式光纖感測系統,
    國立中央大學光電所碩士論文,中華民國八十九年.

    QR CODE
    :::