新型光子晶体光纤的制备技术与传感特性研究

发布时间：2021-01-21 12:50

　　随着光纤传感技术的飞速发展,光子晶体光纤由于其结构的灵活性和独特的模式传输特性,为小型化、多样化、简单化、低成本化光纤传感器提供了一种全新的途径。本论文以有限元法为理论基础设计光子晶体光纤,以多年累积的堆叠-拉丝技术拉制光子晶体光纤,以丰富的光纤测试设备和完善的光纤传感系统为平台搭建和测试各种光子晶体光纤传感器。首先研究了使用有效折射率法和有限元法对光子晶体光纤进行仿真的方法。然后使用有限元法分析设计了一种大模场单模传输掺镱光子晶体光纤。通过调整包层中掺锗棒的数值孔径,可以有效地对纤芯中的高阶模式进行抑制和滤除。然后介绍了几种制备光子晶体光纤的方法,分析比较其优缺点。重点研究堆叠-拉丝的工艺制备光子晶体光纤的技术。从材料的选取、清洗、制备、后处理到预制棒的堆叠、集束、成形,以及拉制光纤的过程都进行了具体的分析。详细介绍了设计和制备的三种光子晶体光纤:纤芯微结构高双折射光子晶体光纤、高非线性光子晶体光纤、大模场掺镱空气孔双包层光子晶体光纤。提出了3种不同结构的多芯光子晶体光纤来搭建马赫-曾德干涉仪（MZI）并用于光纤传感。设计和制备了一种双芯光纤,使用有限元法对其进行仿真计算,通过调整纤... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

(a)自然界中的光子晶体蛋白石；(b)蝴蝶翅膀光子晶体按照分类可以分为一维、二维和三维的结构

组制备的大模场面积全固光子带隙光纤；(b) 1550 nm 激光射型光子晶体光纤，按照其用途可以分为：高非线模传输光子晶体光纤[13]、多芯光子晶体光纤、保偏增大光子晶体光纤的非线性系数，可以用于产生超子晶体光纤，可以通过选模技术来实现超大模场面线性频率转换等[32-41]，如图 1.6 所示是本课题组制

1.7 本课题组制备的“一字型”保偏光子晶体光又可以结合起来形成更加复杂结构的光子纤，高双折射大模场面积光子晶体光纤，全，这种结构的多样性也拓展了其应用[47-51]的传输特性 的空气孔包层相当于传统光纤中的低折射利用空气孔来调控包层的折射率会使得包层，这种特性使得光子晶体光纤有一个非常独传统的光纤，可以用V 值的大小来表征其越多，所以可以用V 值来判断光纤是否是单2 22co clV n n

【参考文献】：
期刊论文
[1]新型高双折射微结构纤芯光子晶体光纤的可调谐超连续谱的特性研究[J]. 熊梦杰,李进延,罗兴,沈翔,彭景刚,李海清.  物理学报. 2017(09)
[2]空气包层大模场面积掺镱光子晶体光纤研究[J]. 陈瑰,蒋作文,彭景刚,李海清,戴能利,李进延.  物理学报. 2012(14)
[3]全固态带隙结构光子晶体光纤中非线性过程的数值模拟[J]. 方晓惠,胡明列,刘博文,栗岩峰,柴路,王清月.  量子电子学报. 2008(06)

博士论文
[1]新型光纤传感系统的研究与实现[D]. 王燕花.北京交通大学 2009



本文编号：2991197