飞秒激光制备光纤耦合波导传感器

发布时间：2023-12-10 09:31

　　光纤传感器已经广泛应用于物理、生物以及化学量的测量。为了使光纤器件具有更小的尺寸,在光纤包层中集成更多的波导成为近年来的研究热点。本论文主要针对光纤集成耦合波导传感器和飞秒激光直写光波导技术进行研究。主要内容如下:1.介绍了飞秒激光直写光波导技术的发展、基于激光波导直写技术的器件制备及其应用,综述了光纤耦合波导器件的制备以及其近年来在传感领域的应用。介绍了飞秒激光与透明物质的非线性作用、详细介绍了在高重复频率激光作用下的热累积效应以及平行波导之间的耦合模理论。2.探索、优化了低重复频率脉冲激光(1kHz和200kHz)在光纤内直写的光波导性能,实现了光在激光波导中的低损耗传输1.2d B/cm。对在紧聚焦物镜作用下得到的飞秒激光波导截面的折射率分布进行了分析,正折射率调制高达0.010,负折射率调制高达0.025。研究了激光波导的近场模场特性进行以及布拉格光栅波导的写制。3.提出、设计并制备了单模光纤耦合布拉格光栅波导传感器。优化了布拉格光栅波导的写制参数,在单模光纤内制备X型耦合器,成功将光从光纤轴心耦合到邻近光纤表面。写制布拉格光栅波导,成功将传感器应用于周围介质折射率的测量,并分...

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 飞秒激光直写光波导技术的研究进展
        1.1.1 块体玻璃内飞秒激光直写光波导的研究进展
        1.1.2 光纤内飞秒激光直写光波导的研究进展
    1.2 光子晶体光纤耦合波导传感器的研究进展
        1.2.1 光子晶体光纤耦合波导传感器的制备技术
        1.2.2 光子晶体光纤耦合波导传感器的应用
    1.3 论文主要研究内容
第2章 飞秒激光直写光波导原理及波导模式定向耦合理论
    2.1 飞秒激光与透明介质的非线性作用原理
    2.2 飞秒激光与介质作用的热累积效应
    2.3 平行波导耦合模理论
    2.4 小结
第3章 单模光纤耦合布拉格光栅波导传感器
    3.1 光纤耦合布拉格光栅波导传感器的工作原理
    3.2 布拉格光栅波导的制备技术
        3.2.1 无芯光纤内部布拉格光栅波导的制备
        3.2.2 单模光纤表面耦合布拉格光栅波导的制备
    3.3 折射率传感测试及特性分析
    3.4 小结
第4章 光子晶体光纤耦合波导传感器
    4.1 光子晶体光纤耦合波导传感器的工作原理
    4.2 光子晶体光纤耦合波导传感器的制备技术
    4.3 温度-应变双参量传感测试
    4.4 光子晶体光纤耦合波导传感器的模式特性分析
    4.5 小结
第5章 空芯光纤耦合波导传感器
    5.1 空芯光纤耦合波导传感器的工作原理
    5.2 空芯光纤耦合波导传感器的制备技术
    5.3 折射率传感测试
    5.4 空芯光纤耦合波导传感器的模式特性分析
    5.5 小结
第6章 总结与展望
    6.1 本论文的总结
    6.2 本论文的创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3872243