全光纤回音壁谐振腔波长调谐技术研究
发布时间：2022-01-18 22:54
回音壁谐振腔具有超高品质因子和超小模式体积,广泛应用于生化传感、非线性光学、窄带滤波器等领域。可调光纤回音壁腔可替代多个固定波长的滤波器,在光纤传感及通信系统中有重要应用。基于此,本文利用微结构光纤和光热效率较高的磁流体制作全光纤波长可调谐回音壁腔,主要研究内容如下:（1）通过分析微管回音壁谐振腔的本征模式,为选取谐振腔材料和尺寸等参数提供参考依据。介绍了微管回音壁谐振腔主要参数及其耦合原理,为实验中调整微管回音壁谐振腔耦合状态,获取最佳传输光谱提供指导。分析了微管回音壁谐振腔热光波长调谐原理,为研究热光调谐性能提供理论支撑。（2）设计并制作了一种基于空芯光纤（hollow core fiber,HCF）与磁流体材料相结合的热光波长可调回音壁谐振腔滤波器。HCF中的磁流体吸收980nm泵浦激光,利用磁流体的光热效应改变谐振腔的有效折射率,实现该器件的谐振波长调谐。实验结果表明,谐振波长与泵浦功率之间呈线性关系,调谐灵敏度为39pm/mW和调谐范围为4.138nm。（3）为了进一步提高调谐灵敏度,设计并制作了一种基于柚子型光子晶体光纤（photonic crystal fiber,PCF...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
回音壁谐振腔：(a)射线光学示意图
1 绪论腔内光能量密度减弱，从而导致与物质之间的相互作用不充分。回音壁谐域和空域对光波于腔内的传输都有很强的束缚能力，表现出高品质因子体积等特点。根据应用场合的不同需求，对回音壁谐振腔结构的表现形式可进行特定作。回音壁谐振腔对腔内光波传输的约束需要满足相位匹配条件，即从耦发环行一周回到耦合区域后达到共振状态，就可在腔内激发回音壁模式。谐振腔对腔内光波传输轨迹的约束形式来说，可以有圆形和非圆形之分。腔在结构上具体表现为微球形、微泡形、微瓶形、微盘形、微环芯形、微环形、微圆柱形等形状，如图 1.2(a)-(h)所示。非圆形谐振腔在结构上具体表形、花生形、跑道形、体育场形等形状，如图 1.2(i)-(l)所示，由于非圆形自对圆形谐振腔的形变改造，因此，非圆形谐振腔也被称为变形腔。
图 1.3 (a) 无吸收粒子时场分布仿真图，(b) 有吸收粒子时场分布仿真图[26]igure 1.3 (a) Simulation of the field distribution without an absorbing particle, (b) Simulation of field distribution with an absorbing particle[26] 光电子器件应用光纤通信因具有损耗低、体积小、重量轻、容量大、抗电磁干扰、传输频带诸多优点而得到迅速发展。在信息技术不断革新的进程中，人们对可进行高速信息的光电子器件的需求也日益高涨。随着新技术不断涌现，光纤通信系统的容量得到了快速提升，传输速度也有了质的飞跃。作为光纤通信系统中的重要，如光开关、波分复用器(wavelengthdivisionmultiplexer,WDM)、光调制器、器、滤波器等光电子器件，如何提升其性能是研究人员一直关注的焦点。回音振腔因其具有超高的品质因子和超窄的线宽以及超小的模式体积等特点而被用于对光纤通信领域的光电子器件研究。2007 年，Z.P.Wang 团队在马赫曾德尔干涉仪两个干涉臂上均引入环形谐振成带通滤波器，如图 1.4(a)所示[31]。Y.Vlasov 等人在硅基衬底 40×12μm2的面
【参考文献】：
期刊论文
[1]回音壁模式光学微腔:基础与应用[J]. 邹长铃,董春华,崔金明,孙方稳,杨勇,吴晓伟,韩正甫,郭光灿. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2012(11)
[2]磁流体的可调折射率及其应用[J]. 俞军,赵韦人,孙长军,张伟,胡正发,刘晓华. 广东工业大学学报. 2009(02)
本文编号：3595748
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
回音壁谐振腔：(a)射线光学示意图
1 绪论腔内光能量密度减弱，从而导致与物质之间的相互作用不充分。回音壁谐域和空域对光波于腔内的传输都有很强的束缚能力，表现出高品质因子体积等特点。根据应用场合的不同需求，对回音壁谐振腔结构的表现形式可进行特定作。回音壁谐振腔对腔内光波传输的约束需要满足相位匹配条件，即从耦发环行一周回到耦合区域后达到共振状态，就可在腔内激发回音壁模式。谐振腔对腔内光波传输轨迹的约束形式来说，可以有圆形和非圆形之分。腔在结构上具体表现为微球形、微泡形、微瓶形、微盘形、微环芯形、微环形、微圆柱形等形状，如图 1.2(a)-(h)所示。非圆形谐振腔在结构上具体表形、花生形、跑道形、体育场形等形状，如图 1.2(i)-(l)所示，由于非圆形自对圆形谐振腔的形变改造，因此，非圆形谐振腔也被称为变形腔。
图 1.3 (a) 无吸收粒子时场分布仿真图，(b) 有吸收粒子时场分布仿真图[26]igure 1.3 (a) Simulation of the field distribution without an absorbing particle, (b) Simulation of field distribution with an absorbing particle[26] 光电子器件应用光纤通信因具有损耗低、体积小、重量轻、容量大、抗电磁干扰、传输频带诸多优点而得到迅速发展。在信息技术不断革新的进程中，人们对可进行高速信息的光电子器件的需求也日益高涨。随着新技术不断涌现，光纤通信系统的容量得到了快速提升，传输速度也有了质的飞跃。作为光纤通信系统中的重要，如光开关、波分复用器(wavelengthdivisionmultiplexer,WDM)、光调制器、器、滤波器等光电子器件，如何提升其性能是研究人员一直关注的焦点。回音振腔因其具有超高的品质因子和超窄的线宽以及超小的模式体积等特点而被用于对光纤通信领域的光电子器件研究。2007 年，Z.P.Wang 团队在马赫曾德尔干涉仪两个干涉臂上均引入环形谐振成带通滤波器，如图 1.4(a)所示[31]。Y.Vlasov 等人在硅基衬底 40×12μm2的面
【参考文献】：
期刊论文
[1]回音壁模式光学微腔:基础与应用[J]. 邹长铃,董春华,崔金明,孙方稳,杨勇,吴晓伟,韩正甫,郭光灿. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2012(11)
[2]磁流体的可调折射率及其应用[J]. 俞军,赵韦人,孙长军,张伟,胡正发,刘晓华. 广东工业大学学报. 2009(02)
本文编号：3595748
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