基于激光诱导光栅的光纤模式耦合器件制备与特性研究

发布时间：2021-01-28 02:12

　　光纤光栅作为实现模式耦合的无源光器件,在光纤通信和光纤传感领域具有广阔的应用前景。随着光纤制备工艺的日益灵活,基于特种光纤的光耦合器件在新一代光纤传感和光纤通信系统中具有重要的研究意义。本论文围绕基于光栅的光纤纤芯模与包层模模式耦合器件进行理论分析和实验研究。分别利用二氧化碳激光在细径光纤（ThinnedCladding Fiber,TCF）和少模光纤（Few-mode Fiber,FMF）上制备长周期光纤光栅（Long-period Fiber Grating,LPFG）,利用紫外激光在FMF上制备倾斜光纤布拉格光栅（Tilted Fiber Bragg Grating,TFBG）。对所制备光栅的光谱特性、传感特性和模式耦合特性进行了研究,并探索了其在光纤通信和传感领域的应用。主要研究内容如下:1、提出基于TCF-LPFG的光纤包层模传感器。对普通和过耦合LPFG的传感特性进行了实验研究,理论分析和实验发现包层模对外界折射率（Surrounding Refractive Index,SRI）变化高度敏感,其中LP06模谐振峰的SRI灵敏度高达7366.6 nm/RIU,比单模光纤LP... 

【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校

【文章页数】：204 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

声光光栅产生

本论文分别基于自制的ＦＭＦ－ＬＰＦＧ模式转换器利用激光腔外和腔内两种法产生不同阶次的ＯＡＭ模式，具体内容将在第四章进行详细阐述。??１．３．?４光纤布拉格光棚模式转换器??目前报道的基于ＦＢＧ的模式转换器主要是利用紫外激光曝光法制备的。??２０Ｉ２年，Ｃ．?Ｗｕ等人通过紫外激光侧面曝光在ＦＭＦ引入非对称的折射率调制形??

???扭转加挤压的方式，使通过机械微弯ＬＰＦＧ转换得到的ＬＰｕ模式的奇偶模产生??＾２相位差激发一阶ＯＡＭ模式＿，如图１．２?（ｃ）所示。上述报道都是基于ＬＰＦＧ??在激光腔外产生ＯＡＭ模式。２０１７年，Ｗ．?Ｚｈａｎｇ等人利用基于声光调制光栅的??光纤激光器产生飞秒ＯＡＭ脉冲［２Ｑ９］，如图１．３所示。目前报道的基于ＬＰＦＧ的模??式转换器可作为激发ＯＡＭ模式的有效手段。??＾?＾Ｈｆ?＾?＊?＾（ｄｅｇｒｅｅ）??图１．３基于声光光栅的光纤激光器产生ＯＡＭ［２（）９］??本论文分别基于自制的ＦＭＦ－ＬＰＦＧ模式转换器利用激光腔外和腔内两种方??法产生不同阶次的ＯＡＭ模式，具体内容将在第四章进行详细阐述。??１．３．?４光纤布拉格光棚模式转换器??目前报道的基于ＦＢＧ的模式转换器主要是利用紫外激光曝光法制备的。??２０Ｉ２年，Ｃ．?Ｗｕ等人通过紫外激光侧面曝光在ＦＭＦ引入非对称的折射率调制形??成ＦＢＧ，成功实现了高效反射型的纤芯模式转换器Ｉ２９］，如图１．４?（ａ）所示。２０１３??年，Ｂ．?Ｓｕｎ等人利用ＦＭＦ－ＦＢＧ作为模式激发器件，通过改变光纤激光器腔内滤??波器的波长实现了不同横向模式ａＰｍ模、的混合模、ＬＰＭ模）切换??输出的可调谐激光器，并且通过调节腔内偏振控制器实现了柱矢量（Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ??Ｖｅｃｔｏｒ


本文编号：3004166