石墨烯光子晶体光纤热力特性研究
发布时间：2021-02-09 06:32
光子晶体光纤是近十几年来出现的一种新型的光纤,随着石墨烯材料研究的不断深入,基于石墨烯和光子晶体光纤的各种光纤器件及其物理性质等被广泛研究,如石墨烯光纤激光器、石墨烯光纤调制器和石墨烯光纤传感器等。由于石墨烯光子晶体光纤的包层中含有许多周期性的空气孔,使得石墨烯光纤器件的熔接成为技术难点。因此本文基于石墨烯和光子晶体光纤的热力特性进行研究,利用有限元法对光纤高温受热及空气孔形变情况进行模拟,旨在探索石墨烯光子晶体光纤的熔接条件。主要内容如下:首先,通过阅读大量文献对基于石墨烯的光纤器件进行了详细介绍,归纳总结石墨烯的热力特性及热力特性的应用,并且分析了石墨烯的能带结构、热学特性、力学特性和有限元原理及仿真过程。其次,基于石墨烯三层空气孔光子晶体光纤结构研究了其在二氧化碳热激作用下的温度场分布模型,分析了激光功率、加热时间和石墨烯层数及位置对石墨烯光子晶体光纤热传导的影响,并且根据石墨烯的热稳定性探索了其熔接方法。再次,分析了不同温度场下石墨烯光子晶体光纤中空气孔的受力情况,计算了不同功率和加热时间对空气孔的形变量的影响,验证了最佳熔接条件下空气孔的变形趋势。最后,基于两种石墨烯光子晶体...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石墨烯光纤激光器
图 2-4 室温下的单层石墨烯[50]其他特性 石墨烯独特的能带结构在在光学方面表现为线3]。在近红外和可见光范围内，当光照射在石墨约为 2.3%。如图 2-5 所示，在可见光光谱内放过程度，可以得到得到透射光强度随着石墨烯层光的吸收率与层数呈线性关系[54]，当石墨烯层数子气扰动很小，耦合作用微弱，可近似看作为N烯的光吸收率为与层数N成正比。相比其他材料此石墨烯用在光学器件上有利于光学器件的微型收。当高强度的入射光所产生的电场与石墨烯中极化，导致了石墨烯产生非线性光学特性[55,56]。
图 2-4 室温下的单层石墨烯[50]他特性墨烯独特的能带结构在在光学方面表现在近红外和可见光范围内，当光照射在石为 2.3%。如图 2-5 所示，在可见光光谱度，可以得到得到透射光强度随着石墨烯的吸收率与层数呈线性关系[54]，当石墨烯扰动很小，耦合作用微弱，可近似看作光吸收率为与层数N成正比。相比其他墨烯用在光学器件上有利于光学器件的微当高强度的入射光所产生的电场与石墨烯化，导致了石墨烯产生非线性光学特性[5
【参考文献】：
期刊论文
[1]Study on polarization properties of graphene coated D-shaped fiber[J]. 刘学静,杨禄文,马敬云,李彩丽,金娃,毕卫红. Chinese Physics B. 2018(10)
[2]基于石墨烯涂覆光子晶体光纤的折射率传感器[J]. 王建丰,孙兵,杨从浩,余柯涵,张祖兴. 光通信技术. 2018(08)
[3]Temperature-induced effect on refractive index of graphene based on coated in-fiber Mach-Zehnder interferometer[J]. 李丽君,宫顺顺,刘仪琳,徐琳,李文宪,马茜,丁小哲,郭晓丽. Chinese Physics B. 2017(11)
[4]石墨烯导热性能及其测试方法[J]. 李坤威,刘亚伟,张剑,游聪娅,田甜,张博,刘丹敏,陈爱兵,张永哲. 化学通报. 2017(07)
[5]悬浮石墨烯的制备、性能及应用研究[J]. 赵明杰,门传玲,曹军,张自元. 材料导报. 2017(09)
[6]二维材料中的热传导[J]. 张忠卫,陈杰. 中国材料进展. 2017(02)
[7]Fabrication and application of a graphene polarizer with strong saturable absorption[J]. Weixiong Li,Lilin Yi,Ran Zheng,Zhenghua Ni,Weisheng Hu. Photonics Research. 2016(02)
[8]基于石墨烯涂覆空心光纤电光调制特性的研究[J]. 毕卫红,王圆圆,付广伟,王晓愚,李彩丽. 物理学报. 2016(04)
[9]基于石墨烯的全光纤温度传感器的研究[J]. 廖国珍,张军,蔡祥,谭绍早,唐洁媛,肖毅,陈哲,余健辉,庞其昌. 光学学报. 2013(07)
[10]石墨烯力学性能研究进展[J]. 韩同伟,贺鹏飞,骆英,张小燕. 力学进展. 2011(03)
博士论文
[1]PCF热传导与形变机理及在熔接和光栅制备中的应用研究[D]. 金娃.燕山大学 2015
本文编号：3025209
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石墨烯光纤激光器
图 2-4 室温下的单层石墨烯[50]其他特性 石墨烯独特的能带结构在在光学方面表现为线3]。在近红外和可见光范围内，当光照射在石墨约为 2.3%。如图 2-5 所示，在可见光光谱内放过程度，可以得到得到透射光强度随着石墨烯层光的吸收率与层数呈线性关系[54]，当石墨烯层数子气扰动很小，耦合作用微弱，可近似看作为N烯的光吸收率为与层数N成正比。相比其他材料此石墨烯用在光学器件上有利于光学器件的微型收。当高强度的入射光所产生的电场与石墨烯中极化，导致了石墨烯产生非线性光学特性[55,56]。
图 2-4 室温下的单层石墨烯[50]他特性墨烯独特的能带结构在在光学方面表现在近红外和可见光范围内，当光照射在石为 2.3%。如图 2-5 所示，在可见光光谱度，可以得到得到透射光强度随着石墨烯的吸收率与层数呈线性关系[54]，当石墨烯扰动很小，耦合作用微弱，可近似看作光吸收率为与层数N成正比。相比其他墨烯用在光学器件上有利于光学器件的微当高强度的入射光所产生的电场与石墨烯化，导致了石墨烯产生非线性光学特性[5
【参考文献】：
期刊论文
[1]Study on polarization properties of graphene coated D-shaped fiber[J]. 刘学静,杨禄文,马敬云,李彩丽,金娃,毕卫红. Chinese Physics B. 2018(10)
[2]基于石墨烯涂覆光子晶体光纤的折射率传感器[J]. 王建丰,孙兵,杨从浩,余柯涵,张祖兴. 光通信技术. 2018(08)
[3]Temperature-induced effect on refractive index of graphene based on coated in-fiber Mach-Zehnder interferometer[J]. 李丽君,宫顺顺,刘仪琳,徐琳,李文宪,马茜,丁小哲,郭晓丽. Chinese Physics B. 2017(11)
[4]石墨烯导热性能及其测试方法[J]. 李坤威,刘亚伟,张剑,游聪娅,田甜,张博,刘丹敏,陈爱兵,张永哲. 化学通报. 2017(07)
[5]悬浮石墨烯的制备、性能及应用研究[J]. 赵明杰,门传玲,曹军,张自元. 材料导报. 2017(09)
[6]二维材料中的热传导[J]. 张忠卫,陈杰. 中国材料进展. 2017(02)
[7]Fabrication and application of a graphene polarizer with strong saturable absorption[J]. Weixiong Li,Lilin Yi,Ran Zheng,Zhenghua Ni,Weisheng Hu. Photonics Research. 2016(02)
[8]基于石墨烯涂覆空心光纤电光调制特性的研究[J]. 毕卫红,王圆圆,付广伟,王晓愚,李彩丽. 物理学报. 2016(04)
[9]基于石墨烯的全光纤温度传感器的研究[J]. 廖国珍,张军,蔡祥,谭绍早,唐洁媛,肖毅,陈哲,余健辉,庞其昌. 光学学报. 2013(07)
[10]石墨烯力学性能研究进展[J]. 韩同伟,贺鹏飞,骆英,张小燕. 力学进展. 2011(03)
博士论文
[1]PCF热传导与形变机理及在熔接和光栅制备中的应用研究[D]. 金娃.燕山大学 2015
本文编号：3025209
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