晶体包层光纤偏振器的关键技术研究
发布时间：2021-10-13 19:18
自从高锟博士开创性的提出了可以将光导纤维用于信息传输的伟大设想,光纤通信和光纤传感技术已经广泛地融入到我们的日常生活中。半个多世纪过去了,随着微加工和光纤制造业的深入发展,特种光纤的制备研究融入了形式各样的学科领域,光纤器件的应用也更加广阔。本课题针对用于光纤陀螺仪和光纤传感器的核心元器件,光纤偏振器,设计了一种微结构光纤,它具有很好的偏振控制性能。课题设计的光纤偏振器的核心工艺是双折射晶体生长技术,而晶体生长的关键在于温度场的控制,课题目前主要解决的就是晶体在光纤上生长的工艺。本文首先设计并搭建了温度控制系统和晶体生长的保温装置。然后用ANSYS有限元软件仿真了晶体生长装置的温场分布情况,并实际测试了温度控制性能,得到了适合小尺寸晶体生长的温度场。接着,选择硝酸钠晶体和云母基片成功生长了性能良好的双折射单晶材料。最后,实现了在光纤上生长晶体,并简要分析了影响这种光纤偏振器的因素。本论文为晶体包层型光纤偏振器的制作奠定了核心技术基础。
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究目的与意义
1.2 光纤偏振器的分类及研究进展
1.2.1 抛磨型光纤偏振器
1.2.2 边孔型光纤偏振器
1.2.3 卷绕型光纤偏振器
1.2.4 锥型光纤偏振器
1.3 本课题的研究内容
第2章 包层晶体制备的加热装置设计
2.1 热传递
2.1.1 热传导与傅里叶定律
2.1.2 对流、对流换热以及牛顿冷却定律
2.1.3 热辐射
2.2 加热方式简介
2.2.1 电阻加热
2.2.2 蒸汽加热
2.2.3 导热油加热
2.2.4 感应加热
2.3 包层晶体加热装置的工作原理
2.4 包层晶体加热装置器件的选型
2.4.1 高温陶瓷加热片
2.4.2 晶闸管
2.4.3 温度显示控制仪表
2.4.4 热电偶
2.5 加热装置的控制方法
2.6 本章小结
第3章 加热装置的温度场仿真及性能测试
3.1 ANSYS软件简介
3.2 加热装置模型设计和仿真结果
3.2.1 第一次模型
3.2.2 第二次模型
3.2.3 结果分析
3.3 加热装置温控性能测试
3.3.1 加热装置保温性能测试
3.3.2 加热装置温度梯度测量
3.3.3 加热装置程序控制性能
3.4 本章小结
第4章 晶体的制备及性能
4.1 晶体生长工艺的分类
4.2 包层晶体定向生长的实现方法
4.2.1 微尺寸晶体生长工艺
4.2.2 晶体材料的选取
4.2.3 基底的选择
4.2.4 温场的测控
4.2.5 晶体生长步骤
4.3 晶体性能测量
4.3.1 缺陷类型的简介
4.3.2 晶体XRD分析
4.3.3 晶体刻蚀研究
4.4 本章小结
第5章 包层光纤偏振器的晶体生长及优化方法
5.1 拉锥光纤上生长NaNO_3晶体的实现
5.2 晶体包层光纤偏振器的优化方法
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于平面光波导谐振腔的可调谐光电振荡器[J]. 陈猛,薛晨阳,唐军,刘文耀,郑永秋,钱坤,谢成峰. 光子学报. 2017(04)
[2]基于熔融拉锥技术的双折射晶体包层型光纤偏振器的研究[J]. 赵海军,谢良平,曹阳,董彩霞,王少华,张佳全. 应用光学. 2015(03)
[3]探秘新型结构陶瓷材料及其运用与发展[J]. 肖永清. 现代技术陶瓷. 2015(02)
[4]单轴旋转光纤捷联惯导系统坐标不对准误差分析(英文)[J]. 张玲,赖际舟,刘建业,吕品. Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics. 2011(02)
[5]掺蒸汽加热工艺装置控制系统设计[J]. 崔平正,骆伟,黄强,邓向明. 新疆石油天然气. 2010(04)
[6]光纤偏振器制作技术现状与发展趋势[J]. 孙国明,滕霖,陈平,汪锋,马海全. 航空精密制造技术. 2010(01)
[7]PLC在蒸汽锅炉自动控制中的应用[J]. 邱国华,高立生,袁峰,韩华超,王松亭,呼浩,史宏伟,刘艳军. 仪表技术与传感器. 2009(S1)
[8]一种热电偶测温的软件化方法[J]. 吴来杰,严隽薇,刘敏. 机电一体化. 2008(11)
[9]热电偶的测温原理及误差分析[J]. 陆建东. 宁夏电力. 2007(S2)
[10]基于PLC的通用高精度恒温控制系统设计[J]. 杨六顺. 铸造技术. 2006(03)
博士论文
[1]光折变表面波及其在表面等离子体激元长程传播中的应用[D]. 邵伟伟.南开大学 2010
[2]GH4169合金摩擦焊接过程的数值模拟研究[D]. 张全忠.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]火箭级间分离压力及温度测试技术研究[D]. 石正全.中北大学 2015
[2]航天用高压电源模块热电耦合仿真及虚拟可靠性评估[D]. 蒙航.哈尔滨工业大学 2014
[3]等截面PC连续箱梁桥施工温度场及裂缝控制研究[D]. 王松.长安大学 2014
[4]TK6926数控铣镗床主轴温度场分析[D]. 李双强.湖北工业大学 2013
[5]双辊薄带连铸界面换热系数的实验研究[D]. 张忱.山东理工大学 2013
[6]电加热温度控制系统设计与实验研究[D]. 刘浩.中国计量学院 2013
[7]基于THM耦合机理的地下水源热泵抽灌水井布置研究[D]. 孙雨.辽宁工程技术大学 2013
[8]大型LNG储罐热—结构耦合有限元分析[D]. 李建军.天津大学 2012
[9]钨铼热电偶高温抗氧化涂层研究[D]. 侯斐.华中科技大学 2012
[10]120T电渣炉支臂的复合换热温度场的研究[D]. 王飞.东北大学 2011
本文编号：3435261
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究目的与意义
1.2 光纤偏振器的分类及研究进展
1.2.1 抛磨型光纤偏振器
1.2.2 边孔型光纤偏振器
1.2.3 卷绕型光纤偏振器
1.2.4 锥型光纤偏振器
1.3 本课题的研究内容
第2章 包层晶体制备的加热装置设计
2.1 热传递
2.1.1 热传导与傅里叶定律
2.1.2 对流、对流换热以及牛顿冷却定律
2.1.3 热辐射
2.2 加热方式简介
2.2.1 电阻加热
2.2.2 蒸汽加热
2.2.3 导热油加热
2.2.4 感应加热
2.3 包层晶体加热装置的工作原理
2.4 包层晶体加热装置器件的选型
2.4.1 高温陶瓷加热片
2.4.2 晶闸管
2.4.3 温度显示控制仪表
2.4.4 热电偶
2.5 加热装置的控制方法
2.6 本章小结
第3章 加热装置的温度场仿真及性能测试
3.1 ANSYS软件简介
3.2 加热装置模型设计和仿真结果
3.2.1 第一次模型
3.2.2 第二次模型
3.2.3 结果分析
3.3 加热装置温控性能测试
3.3.1 加热装置保温性能测试
3.3.2 加热装置温度梯度测量
3.3.3 加热装置程序控制性能
3.4 本章小结
第4章 晶体的制备及性能
4.1 晶体生长工艺的分类
4.2 包层晶体定向生长的实现方法
4.2.1 微尺寸晶体生长工艺
4.2.2 晶体材料的选取
4.2.3 基底的选择
4.2.4 温场的测控
4.2.5 晶体生长步骤
4.3 晶体性能测量
4.3.1 缺陷类型的简介
4.3.2 晶体XRD分析
4.3.3 晶体刻蚀研究
4.4 本章小结
第5章 包层光纤偏振器的晶体生长及优化方法
5.1 拉锥光纤上生长NaNO_3晶体的实现
5.2 晶体包层光纤偏振器的优化方法
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于平面光波导谐振腔的可调谐光电振荡器[J]. 陈猛,薛晨阳,唐军,刘文耀,郑永秋,钱坤,谢成峰. 光子学报. 2017(04)
[2]基于熔融拉锥技术的双折射晶体包层型光纤偏振器的研究[J]. 赵海军,谢良平,曹阳,董彩霞,王少华,张佳全. 应用光学. 2015(03)
[3]探秘新型结构陶瓷材料及其运用与发展[J]. 肖永清. 现代技术陶瓷. 2015(02)
[4]单轴旋转光纤捷联惯导系统坐标不对准误差分析(英文)[J]. 张玲,赖际舟,刘建业,吕品. Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics. 2011(02)
[5]掺蒸汽加热工艺装置控制系统设计[J]. 崔平正,骆伟,黄强,邓向明. 新疆石油天然气. 2010(04)
[6]光纤偏振器制作技术现状与发展趋势[J]. 孙国明,滕霖,陈平,汪锋,马海全. 航空精密制造技术. 2010(01)
[7]PLC在蒸汽锅炉自动控制中的应用[J]. 邱国华,高立生,袁峰,韩华超,王松亭,呼浩,史宏伟,刘艳军. 仪表技术与传感器. 2009(S1)
[8]一种热电偶测温的软件化方法[J]. 吴来杰,严隽薇,刘敏. 机电一体化. 2008(11)
[9]热电偶的测温原理及误差分析[J]. 陆建东. 宁夏电力. 2007(S2)
[10]基于PLC的通用高精度恒温控制系统设计[J]. 杨六顺. 铸造技术. 2006(03)
博士论文
[1]光折变表面波及其在表面等离子体激元长程传播中的应用[D]. 邵伟伟.南开大学 2010
[2]GH4169合金摩擦焊接过程的数值模拟研究[D]. 张全忠.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]火箭级间分离压力及温度测试技术研究[D]. 石正全.中北大学 2015
[2]航天用高压电源模块热电耦合仿真及虚拟可靠性评估[D]. 蒙航.哈尔滨工业大学 2014
[3]等截面PC连续箱梁桥施工温度场及裂缝控制研究[D]. 王松.长安大学 2014
[4]TK6926数控铣镗床主轴温度场分析[D]. 李双强.湖北工业大学 2013
[5]双辊薄带连铸界面换热系数的实验研究[D]. 张忱.山东理工大学 2013
[6]电加热温度控制系统设计与实验研究[D]. 刘浩.中国计量学院 2013
[7]基于THM耦合机理的地下水源热泵抽灌水井布置研究[D]. 孙雨.辽宁工程技术大学 2013
[8]大型LNG储罐热—结构耦合有限元分析[D]. 李建军.天津大学 2012
[9]钨铼热电偶高温抗氧化涂层研究[D]. 侯斐.华中科技大学 2012
[10]120T电渣炉支臂的复合换热温度场的研究[D]. 王飞.东北大学 2011
本文编号：3435261
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3435261.html
