基于光波导理论和传输矩阵法, 研究光纤包层被完全腐蚀后的高斯变迹光纤布拉格光栅(FBG)在非均匀外部介质环境下的反射谱特性。仿真过程中, 分别考虑高折射率区(1.43~1.45)和低折射率区(1.33~1.36)两种情况, 同时假设该非均匀外部介质折射率(SRI)呈不同的线性函数分布。仿真结果表明, 高斯变迹FBG的谱带宽、谱强度特性与SRI沿光栅轴向的线性分布梯度密切相关。随着SRI梯度增加, 反射谱的3dB带宽也逐渐增加, 此时高、低折射率区的梯度灵敏度分别为3.775×103nm·mm/riu和3.72×103nm·mm/riu。研究结果对高斯变迹FBG用于生化传感领域的非均匀介质测量具有一定意义。

基于光波导理论与光纤布拉格光栅(FBG)的模式耦合理论，对倏逝波FBG传感器的能量衰减特性进行了分析研究。最后得到了FBG的归一化反射率的表达式，它是外部介质折射率(SRI)和FBG纤芯直径的函数。理论仿真显示FBG归一化反射率会随着SRI增大和FBG腐蚀程度的加深而减小，呈非线性关系。实验结果也证明增大SRI(小于包层介质折射率) 或者增大FBG的腐蚀程度都会使光纤纤芯中的传输能量减小，增强倏逝波与外部媒介的相互作用，从而增加传感器的灵敏度。