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腐蚀型光纤光栅光学特性研究

发布时间:2018-01-11 21:47

  本文关键词:腐蚀型光纤光栅光学特性研究 出处:《南京邮电大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 腐蚀型光纤光栅 各向同性 各向异性 单轴晶体


【摘要】:光纤布拉格光栅(FBG)作为一种光学纤维,广泛地应用到通信、传感、工程、军事等各行各业。本文主要通过MATLAB和Rsoft仿真软件进行仿真来研究光纤光栅的基本特性及新结构的腐蚀型光纤光栅的光学特性。本论文的主要内容如下:1.主要介绍了光无源器件光纤光栅的发展历史、研究现状。研究了均匀光纤布拉格光栅和啁啾光纤布拉格光栅的基本特性。仿真分析了啁啾系数、切趾函数不同的情况下的反射谱、光时延和色散,并介绍了啁啾光纤色散补偿的概念。2.介绍了倏逝波FBG原理,倏逝波FBG又称腐蚀行光纤光栅,通过氢氟酸(Hydrofluoric Acid,HF)腐蚀光纤光栅的部分或者全部包层甚至纤芯,改变了原有的结构,使其对外界环境折射率的变化更加敏感。外界环境折射率可分为两种:一种是各向同性均匀的介质,另一种是各向异性非均匀介质。3.提出了3种结构化腐蚀型光纤光栅,包括:包层腐蚀型单模FBG,单端腐蚀型FBG,单环腐蚀型FBG。主要研究的当外界环境为各向同性液体介质时,不同结构化腐蚀光纤光栅随着腐蚀深度或外界折射率这两个参数的变化,引起的光纤光栅反射谱的变化,仿真结果可以看出不同的腐蚀结构,反射谱的变化不同,灵敏度不同,所以可以根据实际需要设计出不同腐蚀结构的光纤光栅。4.将光纤Bragg光栅的包层完全被HF腐蚀掉,利用各向异性介质对其封装,使光纤光栅具有各向异性包层结构。选取单轴晶体作为各向异性材料来研究,因为单轴晶体是一种结构比较为简单的各向异性材料,x、y、z三个主轴相互正交。选取不同的单轴晶体材料作为包层材料(外界环境折射为各向异性的介质),由于选取不同的单轴晶体材料,对外加电场或者应变场敏感,仿真结果可以看出布拉格反射谱的变化,提出了电场可调谐光开关和应力可调谐光开关的概念。
[Abstract]:Fiber Bragg grating (FBG), as an optical fiber, is widely used in communication, sensing and engineering. In this paper, the basic characteristics of fiber gratings and the optical properties of corroded fiber gratings with new structures are studied by means of MATLAB and Rsoft simulation software. It reads as follows:. 1. The development history of optical passive fiber gratings is introduced. The basic characteristics of uniform fiber Bragg grating and chirped fiber Bragg grating are studied. The reflection spectrum, optical delay and dispersion under different chirp coefficient and apodization function are simulated and analyzed. The concept of dispersion compensation of chirped fiber is introduced. The principle of evanescent wave FBG is introduced. Evanescent wave FBG is also called etching fiber grating. Hydrofluoric Acid is adopted. HF) corrodes some or all of the cladding or even the core of the fiber grating, which changes the original structure. It is more sensitive to the change of refractive index of external environment, which can be divided into two kinds: one is isotropic and homogeneous medium. The other is anisotropic inhomogeneous medium. 3. Three kinds of structured corroded fiber gratings are proposed, including: cladding etched single-mode FBGs, single-end corroded FBG. Single ring corrosion FBG. when the external environment is isotropic liquid medium, different structural corrosion fiber grating with the corrosion depth or external refractive index of the two parameters change. The simulation results show that the reflectance spectrum is different and the sensitivity is different. Therefore, we can design fiber gratings with different corrosion structures according to the actual needs. The cladding of fiber Bragg gratings can be completely corroded by HF and encapsulated in anisotropic medium. In order to make fiber grating have anisotropic cladding structure, uniaxial crystal is chosen as anisotropic material, because uniaxial crystal is a simple anisotropic material. The three main axes are orthogonal to each other. Different uniaxial crystal materials are selected as cladding materials (the external environment refraction is anisotropic medium, because of the selection of different uniaxial crystal materials. The change of Bragg reflectance spectrum can be seen from the simulation results for the external electric field or strain field. The concepts of electric field tunable optical switch and stress tunable optical switch are proposed.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN253

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本文编号:1411371

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