1. 研究目的与意义（文献综述）

氢气是一种无色、无味、易燃易爆的气体，是一种高效的清洁能源。氢气的分子量小，在生产、储存、运输和使用过程中很容易发生泄漏，且空气中的氢气含量达到4%到74.2%时，遇到明火会发生爆炸。鉴于氢气在食品卫生、能源动力和军事国防等领域的广泛使用，对氢气的检测有着十分重要的意义。目前氢气传感器主要有电化学型、电学型、光学型三大类。

电学型和电化学型氢气传感器，在安全性上有使用限制。在使用的过程中易产生电火花，有爆炸的可能性。与传统的电信号类型传感器相比，光学氢气传感器具有抗干扰能力强，耐腐蚀，安全性高等优点。

大多数的光学型传感器是将光纤与氢敏材料结合，利用氢敏材料与氢气反应后引起的光纤物理性质改变，通过检测输出光对应物理量变化来测量氢气浓度，由于传统的氢气传感器大多只能用作单点的测量，复用性和重复性较差。本课题主要研究氢气与光纤相互作用对布里渊频移的影响机制，为botda系统实现分布式氢气传感奠定基础。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容和目标

本次设计的主要目标是研究光纤溶解度机制，探究氢气与光纤相互作用导致光纤的布里渊频移变化。通过高空间分辨率的gpt-botda系统测量载氢光纤的布里渊频移量，

本次设计内容主要包括以下三个部分。第一，建立并完善氢气载入光纤模型，；第二，结合布里渊散射理论，研究载氢光纤的布里渊谱，分析氢气与光纤相互作用后对光纤布里渊谱影响；第三，分析温度和压强参数对氢溶解度的影响以及氢气浓度对光纤布里渊谱的影响。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文文献翻译，明确研究内容，了解光纤光纤载氢方法和botda系统传感原理，完成开题报告。

第4-7周：根据文献，推导布里渊频移与氢溶解数学模型，分析建立模型的可行性。

第8-13周：对推导出的模型关系式进行仿真，分析温度和压力对氢溶解度影响，给实验测量提供理论参考。

4. 参考文献（12篇以上）

4、参考文献

[1] govind p.agrawal,“非线性光纤光学原理及应用”.电子工业出版社，2002.12

[2] pieter l.swart,anatoli a.chtcherbakov,wietz l.joubert,m.g.shlyagin, “study of the pressure dependence of hydrogen diffusion in optical fiber by an interferometric technique”, dec.2002