文档介绍：北京邮电大学
博士学位论文
采用新型包层材料和基于微结构的光纤与光纤光栅的研究
姓名:侯尚林
申请学位级别:博士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:任晓敏
20080510
采用新型包层材料和基于微结构的光纤与光纤光栅的研究摘要光学纤维以优良的光传输特性被广泛地应用到通信系统、传感、医疗器械和各种光学器件等众多领域,研究热点逐渐从研究衰减到研究光纤的色散和非线性,并有大量的有源和无源的光器件应运而生。近年来,特殊结构的光纤和光器件由于可以实现一些特殊的传输,满足常规光纤很难满足的要求和更容易的设计,越来越受到人们的关注,尤其在光器件设计上得到了广泛的应用。本论文理论和实验研究了采用新型材料包层结构床捎玫ブ峋体材料包层突谌诜瓷湮⒔峁沟牧街中滦凸庀思肮庹ぁ首先提出了单轴各向异性材料为包层、其主轴沿光纤光栅轴线轴较虻牟祭窆庀斯庹つP停肓说ブ峋宀牧现髦嵴凵渎时参数厄,,从波动方程推出了理想正规模的特征方程,计算了基模..模的有效折射率、色散和功率限制因子:应用耦合模理论研究了该类布喇格光纤光栅的反射率、布喇格波长、反射波带宽及色散,理论研究了对该类光纤的电光效应和弹光效应。本部分的研究对基于以单轴晶体材料为包层的光纤和光栅器件的研究提供了理论依据,可以根据这些结论设计新型可调谐滤波器、波长选择器和电压、应力等传感器。应用改进的有效折射率法,分别用标量和矢量计算了微结构光纤琈的传输特性和全内反射微结构光纤庹姆瓷涮匦院吞畛浔鹊墓叵担岢隽嗽龃蠓瓷渎实方法;应用ㄉ杓屏艘恢志哂腥悴煌目掌字本兜目泶补偿微结构光纤;设计和加工了长周期光纤光栅压力传感装置,对普通单模光纤进行了压力传感实验,实验表明传感器性能良好,线性度和灵敏度高;在高非线性微结构光纤上用机械压力法写制了一种长周期光纤光栅,测定了透射谱深度和压力大小的关系。本论文主要研究内容和创新点如下:⒌ブ峋灏愎庀思肮庹岢隽说ブ岣飨蛞煨圆牧衔0恪⑵渲髦嵫毓庀酥方向的光纤模型,矢量分析了特征方程、基模有效折射率和色散。研究表明光纤的色散随波长的增加而由负而正的增大,但零色北京邮电大学博士学位论文
①两种单轴晶体材料做包层的光电器件的设想,即分别散波长随墨,的增加而减小。当时,零色散波长随疋,的增大而减小的很剧烈,但当闵⒉ǔけ浠幻飨浴芯苛斯β氏拗埔蜃雍桶愕ブ峋宀牧现髦嵴凵渎时炔问齂,的关系,模拟了电光效应和弹光效应对此类光纤内光能量分布的影响。结果表明并且外加电场越强,纤芯内的光能量越少,光能量越集中到包层中;施加应变场越强,光能量越集中到纤芯中。D饧扑懔税阄5ブ峋宀牧系牟祭窆庀斯庹さ姆瓷渎省ǔぁ⒎瓷洳ù砑吧⒑蚄,的关系,得出了单轴晶体包层光纤庹け染雀飨蛲园愕腂光栅更容易获得高反射率;单轴晶体包层折射率的变化可以使ǔ产生移动;包层为各向同性材料的光纤比包层为单轴晶体材料的光纤更容易把光能量集中在纤芯中传输;对光纤庹来说,包层中传输的能量更容易耦合到反向导模中。谏鲜隼砺郏岢隽朔直鸩捎妙晁犸和磷酸二氢钾利用铌酸锂的电光效应和磷酸二氢钾弹光效应设计可调谐滤波器、压力和电场传感器方法。⑽⒔峁刮尴思肮庹τ酶慕挠行д凵渎史椒直鹩帽炅糠ê褪噶糠ǚ析的有效折射率和基于全内反射的庹さ姆瓷淦住计算结果表明标量法只适合填充比小于那榭觯杂诒冉大的填充比,要用矢量法来计算;包层中空气比分增大时,基空间填充模的有效折射率变小,ǔひ葡蚨滩ǔひ槐撸凰着包层中空气比分的增加,可以有效的提高微结构光纤光栅的反射率。诟叻窍咝晕⒔峁构庀松嫌没笛沽Ψㄐ粗屏鲋芷冢芷为的长周期光纤光栅,测定了透射谱深度和压力大小的关系,,即能量从纤芯耦合到包层;当应力进一步增大,透射谱深度开始减小,即光开始从包层耦合回纤芯。捎媒鹗舭疾郯逋瓿闪丝傻餍称胀ǖツ9庀说难沽Υǜ惺笛椋北京邮电大学博士学位论文摘要
结果表明在牟饬糠段冢干浞逅ゼ踔邓嫜沽Ρ浠线的线性度达槊舳瓤纱./胨撕献鳎τ肂法设计了一种ǘ慰泶⒉钩微结构光纤,该光纤具有三层不同的空气孔直径,调节各结构参量得到最佳色散补偿光纤,在段诓钩テ胀ǖツ9纤.,补偿倍数超过叮饶壳耙驯ǖ赖亩即蟆关键词:光纤通信光纤传感微结构光纤各向异性光纤光栅色散补偿北京邮电大学博士学位论文摘要Ⅱ
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日期..喀。@殳理:笸。声关于论文使用授权的说明明独创性虼葱滦声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外