● 摘要
光纤光栅传感技术是近年来在传感技术领域的一个新的发展方向，具有结构简单，抗电磁干扰，耐腐蚀，易于构成光纤传感网络等优点，广泛应用于航空航天，医药化工，材料工业，水利水电，造船，煤矿等领域。本文首先从光纤光栅理论出发，分析光纤布拉格光栅传感机理，搭建光纤布拉格光栅温度与应变传感系统，使用复用技术对传感系统进行扩展，以满足卫星结构检测的要求，其主要工作如下：
1.根据光纤布拉格光栅耦合模理论，推导了光纤布拉格光栅最大反射率和峰值波长的表达式，得出光纤布拉格光栅传感器的温度灵敏系数、应变灵敏系数和温度应变交叉灵敏系数式,并分析了其测量机理。
2.采用可调谐F-P滤波器的光纤光栅解调器sm125搭建温度和应变传感系统，使用波分复用加空分复用的混合复用技术方案对系统进行扩展，使之能够携带传感器的数量多达640个。
3.研究光纤布拉格光栅传感器及其传输特性，包括温度传感器和应变传感器的封装与标定、传输光纤低温性能。设计并完成了光纤光栅温度和应变传感器在真空热环境中的可行性测试。
4.建立数学模型，完成卫星天线结构的光纤布拉格光栅形变测量方案，主要包括卫星天线四根主梁的挠度形变和星体侧表面的挠度形变测量方法，通过仿真研究不同条件对于卫星天线挠度误差的影响。
实验研究表明，光纤光栅温度和应变监测系统满足卫星监测的需求。