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基于喷墨打印技术的长周期光纤光栅制作及其应用研究

发布时间:2018-01-14 21:05

  本文关键词:基于喷墨打印技术的长周期光纤光栅制作及其应用研究 出处:《安徽大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 喷墨打印 光刻胶 长周期光纤光栅 套嵌光栅 光纤电流传感器


【摘要】:随着科学技术的不断发展与进步,越来越多的电子元件被人们开发出来。光电子器件在新一轮的科技浪潮中得到了极大的发展,从而也将光纤通信技术提高到了一个新的台阶。在这期间,研究人员研发了各种光纤器件,而光纤光栅器件可以说是通信领域中最具代表性的光电子器件。1966年,诺贝尔奖获得者华裔科学家高锟等人提出,可以用光纤来取代传统电缆进行信息传输的突破性观点。经过研究人员大量的实验论证得出,光纤能够且非常适合用来进行长距离的信息传输,这一重大研究成果奠定了光纤通信技术的理论基础。1978年,光纤光栅被发明出来,它的出现使得许多光通信器件的结构得以优化。在光电子器件的这一大领域中,长周期光纤光栅作为一种新型光纤无源器件越来越受到研究者们的青睐。随着长周期光纤光栅在通信领域的不断发展,各种新的长周期光纤光栅制作方不断涌现。喷墨打印技术是一种新型微加工技术,该技术具有成本低,精度高,对环境无危害等优点。其应用领域包括:生物医药、组织细胞、电子印刷、材料分析、工业设计、微光学器件、太阳能电池等。伴随着各种电子设备的微型化,喷墨打印技术越来越受到各个领域研究者的关注。本论文结合喷墨打印技术的特点,提出了一种基于喷墨打印技术制作长周期光纤光栅的新方法。利用喷墨打印技术将光刻胶周期性的喷涂在光敏光纤包层表面,以喷涂在光纤包层表面周期性的光刻胶作为掩模板,采用波长为248nm的氩离子紫外激光器对该光纤进行扫描曝光,未被喷涂光刻胶区域的光纤将会受到紫外光的照射,其相应区域的折射率发生变化,从而制作出长周期光纤光栅。该制作方法具有光栅周期能够灵活调节,制作成本低,操作简单方便等优点。此外,在制作出的长周期光纤光栅基础上我们还制作了一种嵌套光栅,并根据光栅的温度特性设计了一种基于嵌套光栅的电流传感器。第一章首先介绍了喷墨打印的技术背景、技术特点以及现阶段喷墨打印技术的主要发展方向;其次,阐述了本论文的研究内容及研究目的。第二章首先介绍了光纤光栅的发展历程以及光纤光栅的分类方法;其次,对目前长周期光纤光栅的几种常见制作方法进行了简要的概括和分析,并对长周期光纤光栅的耦合模理论做了简单的分析;最后详细介绍了采用喷墨打印技术来制备长周期光纤光栅的制作工艺。第三章首先介绍了光纤光栅滤波器的发展状况;其次,提出了一种新型套嵌光纤光栅的制作工艺,以及一种紧凑的套嵌光纤光栅多波长滤波器的制作方法。第四章首先介绍了光纤电流传感器的应用背景及特点;其次,利用光栅的温度效应,设计了一种在嵌套光栅表面镀高电阻率镍铁合金层的新型光纤电流传感器。并详细介绍了该套嵌光栅电流传感器的制作过程;同时,对实验结果进行了分析。第五章首先对本论文研究的内容进行了总结与回顾,随后对本论文后续进一步的研究提出展望。
[Abstract]:With the continuous development and progress of science and technology, more and more electronic components developed by people. Optoelectronic devices has been a great development in the new round of the tide of science and technology, which will improve the optical fiber communication technology to a new stage. In this period, researchers have developed a variety of optical devices, and optical fiber grating devices can be said to be in the field of communication is the most representative optoelectronic devices.1966, Nobel prize winner, Chinese scientist Charles Kao et al, can be used to replace the traditional optical fiber cable to transmit information breakthrough point of view. The experiment demonstrated that a large number of researchers, fiber can and is suitable for the information transmission of long the distance, the major research results lay a theoretical foundation for.1978 optical fiber communication technology, fiber grating was invented, it has many light communicator parts To optimize the structure. In the field of optoelectronic devices, long period fiber gratings as a novel optical fiber passive device, more and more researchers' attention. With the continuous development of long period fiber grating in the field of communication, long period fiber grating a variety of new producers continue to emerge. Inkjet printing technology is a kind of a new micro processing technology, this technology has the advantages of low cost, high precision, no harm to the environment. The advantages of its application areas include: biological medicine, tissue cells, electronic printing, material analysis, industrial design, micro optics, solar cell and so on. With the miniaturization of electronic devices, and inkjet printing technology more research in various fields of attention. This paper combines the characteristics of inkjet printing technology, proposes a new fabrication method of long period fiber grating based on inkjet printing technique using ink jet printing technology. The technique of photoresist periodic spray on the surface of the cladding photosensitive fiber, photoresist by spraying the surface of the clad periodicity on the fiber as a mask, with wavelength of argon ion ultraviolet laser 248nm on the optical fiber scanning exposure, not being sprayed by fiber will resist regional ultraviolet exposure, the corresponding the refractive index change, thereby creating a long period fiber grating. The manufacturing method with grating cycle can be adjusted flexibly, low production cost, simple and convenient to operate. In addition, we also made a nested grating in long period fiber grating based on production, and according to the temperature characteristics of the grating design a current sensor based on nested grating. In the first chapter, firstly introduces the background of the inkjet printing technology, the main direction of development and the present characteristics of inkjet printing technology; second,. The research content and the purpose of this thesis. The second chapter introduces the development process of fiber grating and classification methods of fiber grating; secondly, some of the long period fiber grating common production methods are summarized and analyzed briefly, and the coupled mode theory of fiber grating Zhou Qiguang to do a simple analysis; the final details of the production process for preparation of long period fiber grating using inkjet printing technology. The third chapter first introduces the development status of fiber grating filters; secondly, a new set of embedded fiber Bragg grating fabrication process was proposed, and a compact set of embedded optical fiber grating multi wavelength filter making method fourth. The first chapter introduces the application background and characteristics of optical fiber current sensor; secondly, based on the temperature effect of the grating, designed a high resistivity in the nested grating surface plating A new optical fiber current sensor iron alloy layer. And introduces the embedded grating current sensor of the production process; at the same time, the experimental results were analyzed. The fifth chapter contents of this thesis are summarized and reviewed, then put forward the prospects for further research in this paper.

【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN253

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