基于侧抛光纤的流体控制系统模式特征及传感特性研究

发布时间：2021-08-12 17:13

　　微结构光纤（Microstructured optical fibers,MOF）具有独特的包层结构,能够通过材料集成实现光与物质的相互作用。然而传统材料集成技术的弊端在于无法在光信号实时监测过程中对填充材料进行混合、替换等操作。而光纤流体控制技术的出现,打破了这一局限,实现在光信号监测过程中对流体材料进行折射率、浓度等相关特性进行检测。因此,研究结构稳定、设计灵活、集成度高的流体控制技术,具有重要的学术意义。本文基于对流体系统理论模型的模式分析,设计并实现了一种基于侧抛光纤的流体控制系统。在理论部分进行了基于双折射特性和谐振特性的模式特征分析,明晰了模式之间的作用过程,奠定了系统搭建的理论基础;然后通过制备侧抛光纤、解决熔接对准及参数问题,实现了填充快、集成度高的流体传感系统;最后对流体系统进行材料集成,研究了其传感特性。主要研究内容如下:1.通过对侧抛光纤抛磨方案的设计,提出了三种典型抛磨形状及相应的流体控制系统理论模型。针对不同的抛磨形状和深度的模型进行了基于双折射特性的模式特征分析,利用能产生高双折射的两种方案实现了Sagnac干涉仪对折射率的传感,分别得到了3659.54 n... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

常见全内反射

四种典

重庆邮电大学硕士学位论文第2章微结构光纤传导理论及其特性研究16言，对其传输特性进行分析时，可以看作在光子晶体中引入了缺陷，故而可借助光子能带和带隙理论对其进行分析。由于光的传播常数、角频率和Bloch波矢之间存在着色散关系，所构成的能带图可以用于分析具有特定传播常数和角频率的入射光能否在光子晶体的缺陷中传输。实际上，如果缺陷中的光波在传输过程中与光子晶体结构内固有的Bloch波模式间发生耦合，则光波不能被约束在缺陷中；反之，可以认为传输光处于光子带隙范围内，因而能被约束在纤芯中传输。在一般的研究中，研究人员通常用频率或者是态密度图来表示能带图[67]。折射率PBG反射需周期性结构图2.2PBG-PCF的端面及导光原理图图2.3英国巴斯大学所计算出的光子带隙光纤高阶模式能带图[68]能带图本身描述的是具有无限周期结构的光子晶体能带，而在对有限包层结构的微结构光纤进行研究时，利用包层模式的色散曲线，可以形成一个能带范围，

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3338734