1、长周期光纤光栅在地震检波器中的应用摘 要: 地震方法是地震勘探中相当重要的一局部，而地震检波器是地震勘探中最重要的环节，其性能直接影响到地震勘探的精度。基于长周期光纤光栅能透射特定波长、无后向反射等优点，本文提出了一种新型的长周期光纤光栅地震检波器系统。本文以长周期光纤光栅相位匹配条件为根底，推导出了长周期光纤光栅地震检波器的灵敏度公式。并通过牛顿第二定律建立了长周期光纤光栅检波器的力学模型，推导出了地震检波器的传递函数。最后，利用实例仿真得到了该长周期光纤光栅地震检波器系统的幅频特性曲线图，并通过模拟仿真证明了长周期光纤光栅用于地震检波器的可行性。而且通过改变光纤的长度、质量块的质量、阻尼系
2、数等参量可以得到很好的频率特性与灵敏度，这为提高该系统的性能指明了方向。关键词: 长周期光纤光栅；耦合理论；地震检波器；传递函数；幅频特性 Long period fiber grating is used in the geophoneAbstract: Seismic exploration method is an extraordinary important portion of the seismicexploration, while seismic geophone is the first link in the normal working of seismicexplor
3、ation instrument. The performance of the seismic geophone influences the whole seismic exploration technology. Based on the narrow band transmission and free of back reflection features of long period fiber grating, a new type of long period fiber gratings (LPFGs) geophone is presented in this paper
4、. The sensitivity of the long period fiber grating geophone system is deduced with the phase matching of long period fiber grating as preconditions. The mechanic model of the long period fiber grating geophone is established by Newton laws, and the transfer function of the geophone is deduced. The a
5、mplitude-frequency characteristics of the long period fiber grating geophone is achieved and its feasibility is proved by simulating a simple example. The proper frequency feature and sensitivity can be achieved by changed the length of optical fiber, the mass of mass block and the damping factor, w
6、hich points a new way for improving the performance of this system.Key words： Long period fiber grating; Coupling theory; Geophone；Geophone transfer function; Amplitude-frequency characteristic 目 录第一章 绪论11.1 地震勘探技术及应用11.2 光纤地震检波器的研制背景11.3 本论文的研究目的3第二章 地震检波器42.1 地震检波器的开展42.2 地震检波器的类型、原理及特性42.2.1 常规地震
7、检波器42.2.2 数字地震检波器82.2.3 超级地震检波器高精度检波器92.2.4 光纤式检波器102.2.5 压阻式地震检波器102.3 地震检波器的技术指标11第三章 光纤光栅133.1 光纤光栅的概念133.2 光纤光栅的开展133.3 光纤光栅的分类153.3.1 根据周期分类153.3.2 根据波导结构分类162.3.3 根据形成机理分类193.3.4 根据折射率调制分类193.3.5 根据材料分类20第四章 长周期光纤光栅214.1 长周期光纤光栅研究概况214.2 长周期光纤光栅的理论224.2.1 耦合模理论234.2.2 长周期光纤光栅耦合模的理论分析244.3 长周期光纤光栅轴向应变特性理论分析254.3.1 长周期光纤光栅的温度特性理论分析264.3.2 长周期光纤光栅的轴向应变特性的理论分析274.4 长周期光纤光栅在实际中的应用30第五章 基于长周期光纤光栅的地震检波器的理论分析325.1 传感器的结构设计325.2 灵敏度的分析335.3 系统传递函数的推导355.4 基于长周期光纤光栅地震检波器的理论模拟365.5 结构参数的选择范围39第六章 总结42参考文献43致 谢45附 录46