光纤荧光传感和光纤随机激光材料的制备及性能研究
发布时间：2021-04-02 18:48
自从光纤被提出可用于信息传输以来,光纤已成为必不可少的信息材料。与传统的信息传输介质相比,光纤传输具有重量轻,损耗低,频带宽,保真度高,抗干扰能力强的优点。因此,基于光纤衍生出了很多热门的研究领域,其中光纤荧光传感器和光纤随机激光引起越来越多研究者的注意。将荧光传感技术与光纤相结合构建的光纤荧光传感器具有尺寸小、重量轻等优点,且能够在线实时进行多组分分析物的检测。本论文借助分子印记技术,制备了一种对D-天冬氨酸（D-Asp）具有特异性识别能力的光纤荧光传感材料,并就其传感性能进行了表征分析。另外,依据随机激光的产生机理,通过对普通石英光纤包层表面改性,制备了能够泵浦产生光纤随机激光的聚合物-石英复合光纤,并对其性能进行基本研究。主要研究内容如下:1.通过文献调研和理论分析研究了苝酰亚胺衍生物（PBIs）的光学响应行为。讨论了 PBIs peri位取代和bay位取代对其本身性质的影响。然后,将2-（二甲胺）乙胺引入1,7-二取代的苝酰亚胺（1,7-PBIs）的peri位,形成在酸性条件下具有荧光恢复性质的光诱导电荷转移（PET）分子。再通过与对羟基苯甲酸烯丙酯在1,7位的Ullmann反...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１光纤的基本结构示意图
到０．２?ｄＢ／ｋｍ??（传输波长为１．５５ｐｍ时）［１３］。聚合物光纤的纤芯和包层都是高分子材料，具??有重量轻，直径大，柔韧性好，弯曲性能优异的特点。聚合物光纤的损耗受结??构中固有的Ｃ－Ｈ键影响，通常可以达到每ｋｍ数十ｄＢ。适合用作于短距离的多??接点通信网络１１４］。??石英：Ｓｉ〇２、Ｓｉ０２－Ｇｅ〇２、Ｓｉ〇２－Ｃａ０２－Ｎａ２０等??无机材料－晶体：ａｉ２ｏ３、三咕等??槪?霞物：Ａｈ、巧等??有机材料－聚合物：聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡＫ聚苯乙烯（ＰＳ）等??图１．２光纤的主要组成材料。??根据光纤的传输模式，还可以将光纤分为单模光纤（ＳＭＦ）和多模光纤??（ＭＭＦ）两种。再结合光纤中材料的折射率分布，又能够进一步划分为：单模??阶跃型折射率光纤（ＳＩ－ＳＭＦ）、多模阶跃型折射率光纤（ＳＩ－ＭＭＦ）和多模渐变??型折射率光纤（ＧＩ－ＭＭＦ）。见图１．３。单模光纤是指在特定工作波长下仅允许??传输一种传播模式的光纤。单模光纤的纤芯较细，一般为几微米，而且折射率??呈阶跃型分布，市面上常见的有８ｐｍ／１２５）ｉｍ、１０｜ｘｍ／ｌ?２５（ｉｍ几种规格，其中１２５ｊｘｍ??是指包层的直径。理论上，单模阶跃型折射率光纤具有零色散的结构特性，使??其传输频带更宽，损耗更低，多用于远距离光纤通信网络。多模光纤由于纤芯??本身折射率以及纤芯和包层的折射率差都更大，支持具有传播可能的多个模式??的光进行传输。常见的规格有５０ｆｉｍ／１２５｜〇ｍ和６２．５ｐｍ／１２５ｎｊｒｉ。［１５’１６］与单模光??纤相比，多模光纤的传输带宽主要由模式色散决定，损耗更大。但是为了实现??单模光纤模式匹配，将光有效耦合进单模光纤，需
第一章绪论??光信号失真较少、色激较小，传输带宽变大，所以ＧＩ－ＭＭＦ的研宄和应用较多，??而ＳＩ－ＭＭＦ的应用较少。??此外，还可以根据工作波长范围的不同分为：紫外波长光纤［１７］、可见光波??长光纤［１８］、近红外波长光纤［１９］和红外波长光纤ｌ２Ｇ］。按照制造方法分为预塑光纤??和拉丝光纤等。除这些之外，近些年一些具有特殊结构和功能的光纤研宄也越??来越多，例如：偏心光纤［２１］、空心光纤［２２］和多芯光纤｜２３］等。相信随着研究的深??入，更多的光纤品种会慢慢呈现在人们眼前。??＾?曰（ａ）单模阶跃???（?｜?折射率光纤??，ｈ，ｈ??！?ｉ?２ａ?＾?????２?㈨多模阶跃??ｐＬ?Ｉ折射率光纤??乃２衫１??：：２ａ?＾??????＿??图１．３不同模式和折射率分布的光纤结构示意图。??１．２．?２光纤传感技术??光纤作为传输光信号的介质，应用于各行各业中，其中光纤传感技术占有??独一无二的地位。光纤传感技术是指使用光纤作为传输介质，并使用信号光作??为信息载体，以检测由于外界环境因素影响而造成在光纤中传播时的光波特征??参量（例如波长、强度和相位）发生的相应变化，进而由相应的信号变化对外??界环境因素进行传感测量的技术。依据传感原理的不同，将光纤传感器主要分??为两类：功能类光纤传感器和非功能类光纤传感器。前者又叫传感类光纤传感??器，将“传”与“感”相结合，光纤既作为敏感元件也作为传输光的媒介；后??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]苝聚集体随机激光的近场散射增强（英文）[J]. 张珍珍,殷雷铖,徐小龙,夏江营,谢康,邹纲,张晓军,胡志家,张其锦. Chinese Journal of Chemical Physics. 2019(06)
[2]大芯径石英阶跃光纤光谱损耗测量研究[J]. 张美,邱孟通,王奎禄,王培伟,盛亮,魏福利,彭博栋. 光学技术. 2009(04)
本文编号：3115768
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１光纤的基本结构示意图
到０．２?ｄＢ／ｋｍ??（传输波长为１．５５ｐｍ时）［１３］。聚合物光纤的纤芯和包层都是高分子材料，具??有重量轻，直径大，柔韧性好，弯曲性能优异的特点。聚合物光纤的损耗受结??构中固有的Ｃ－Ｈ键影响，通常可以达到每ｋｍ数十ｄＢ。适合用作于短距离的多??接点通信网络１１４］。??石英：Ｓｉ〇２、Ｓｉ０２－Ｇｅ〇２、Ｓｉ〇２－Ｃａ０２－Ｎａ２０等??无机材料－晶体：ａｉ２ｏ３、三咕等??槪?霞物：Ａｈ、巧等??有机材料－聚合物：聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡＫ聚苯乙烯（ＰＳ）等??图１．２光纤的主要组成材料。??根据光纤的传输模式，还可以将光纤分为单模光纤（ＳＭＦ）和多模光纤??（ＭＭＦ）两种。再结合光纤中材料的折射率分布，又能够进一步划分为：单模??阶跃型折射率光纤（ＳＩ－ＳＭＦ）、多模阶跃型折射率光纤（ＳＩ－ＭＭＦ）和多模渐变??型折射率光纤（ＧＩ－ＭＭＦ）。见图１．３。单模光纤是指在特定工作波长下仅允许??传输一种传播模式的光纤。单模光纤的纤芯较细，一般为几微米，而且折射率??呈阶跃型分布，市面上常见的有８ｐｍ／１２５）ｉｍ、１０｜ｘｍ／ｌ?２５（ｉｍ几种规格，其中１２５ｊｘｍ??是指包层的直径。理论上，单模阶跃型折射率光纤具有零色散的结构特性，使??其传输频带更宽，损耗更低，多用于远距离光纤通信网络。多模光纤由于纤芯??本身折射率以及纤芯和包层的折射率差都更大，支持具有传播可能的多个模式??的光进行传输。常见的规格有５０ｆｉｍ／１２５｜〇ｍ和６２．５ｐｍ／１２５ｎｊｒｉ。［１５’１６］与单模光??纤相比，多模光纤的传输带宽主要由模式色散决定，损耗更大。但是为了实现??单模光纤模式匹配，将光有效耦合进单模光纤，需
第一章绪论??光信号失真较少、色激较小，传输带宽变大，所以ＧＩ－ＭＭＦ的研宄和应用较多，??而ＳＩ－ＭＭＦ的应用较少。??此外，还可以根据工作波长范围的不同分为：紫外波长光纤［１７］、可见光波??长光纤［１８］、近红外波长光纤［１９］和红外波长光纤ｌ２Ｇ］。按照制造方法分为预塑光纤??和拉丝光纤等。除这些之外，近些年一些具有特殊结构和功能的光纤研宄也越??来越多，例如：偏心光纤［２１］、空心光纤［２２］和多芯光纤｜２３］等。相信随着研究的深??入，更多的光纤品种会慢慢呈现在人们眼前。??＾?曰（ａ）单模阶跃???（?｜?折射率光纤??，ｈ，ｈ??！?ｉ?２ａ?＾?????２?㈨多模阶跃??ｐＬ?Ｉ折射率光纤??乃２衫１??：：２ａ?＾??????＿??图１．３不同模式和折射率分布的光纤结构示意图。??１．２．?２光纤传感技术??光纤作为传输光信号的介质，应用于各行各业中，其中光纤传感技术占有??独一无二的地位。光纤传感技术是指使用光纤作为传输介质，并使用信号光作??为信息载体，以检测由于外界环境因素影响而造成在光纤中传播时的光波特征??参量（例如波长、强度和相位）发生的相应变化，进而由相应的信号变化对外??界环境因素进行传感测量的技术。依据传感原理的不同，将光纤传感器主要分??为两类：功能类光纤传感器和非功能类光纤传感器。前者又叫传感类光纤传感??器，将“传”与“感”相结合，光纤既作为敏感元件也作为传输光的媒介；后??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]苝聚集体随机激光的近场散射增强（英文）[J]. 张珍珍,殷雷铖,徐小龙,夏江营,谢康,邹纲,张晓军,胡志家,张其锦. Chinese Journal of Chemical Physics. 2019(06)
[2]大芯径石英阶跃光纤光谱损耗测量研究[J]. 张美,邱孟通,王奎禄,王培伟,盛亮,魏福利,彭博栋. 光学技术. 2009(04)
本文编号：3115768
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3115768.html
