基于不同填充方式的光子晶体光纤磁场和温度传感的研究

发布时间：2017-12-14 17:27

  本文关键词：基于不同填充方式的光子晶体光纤磁场和温度传感的研究

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【摘要】：光子晶体光纤因其结构的可设计性和空气孔的可填充性,能有效地提高有效折射率调谐范围和光纤特性的可控性,可用于制造高灵敏度、高分辨率的可调谐器件,特别在传感领域有广泛的前景。实际检测磁场时一般涉及环境温度的影响,利用光子晶体光纤的抗电磁干扰、低损耗等优势,基于光子带隙效应和定向耦合效应的填充型光子晶体光纤进行磁场和温度传感的研究具有重要的研究意义和应用价值。本文首先提出在包层空气孔选择性填充高折射率磁流体,形成光子带隙结构。应用全矢量平面波展开法计算光纤带隙,带隙及其宽度随磁场、温度规律性漂移。当在包层空气孔中选择不同位置和结构填充磁流体体时,发现仅填充内层空气孔时,带隙漂移造成的变化率最大。当在包层第一层空气孔中填充磁流体,晶格周期??9?m,空气填充率分别选取d/0.9??和d/0.5??时,带隙边界波长检测和带隙宽度检测的磁场、温度灵敏度最高分别可达1.872nm/Oe、6.418nm/°C和0.595nm/Oe和2.038nm/°C。接着提出在光子晶体光纤包层的单个空气孔中填充磁流体,形成定向耦合结构,检测磁场、温度的变化。该传感结构可以实现磁场在100 Oe~250Oe,温度在10°C~60°C范围的检测,利用全矢量有限元法(FEM)对该传感器特性进行了仿真研究,结果表明在该范围内磁场、温度灵敏度最高可达1.1nm/Oe和3.857nm/°C左右,本文在光纤光学解决含磁场的多参量传感的领域进行了一些基础研究,将对卫星磁控系统、电力线传输等领域的远程监测具有潜在的应用意义。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN253;TP212

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本文编号：1288753