文档介绍：中南林业科技大学
大学生研究性学习和创新性实验计划
项目结题报告
项目名称
基于复合微结构光纤光栅的光传感器件研究
项目主持人
王聪麟
所在学校及院系
中南林业科技大学理学院
项目级别
□国家级器件的范围，也赋予了光纤光栅对多种外物理场敏感的特性。
2、提出混合液填充的方法
填充纳米材料到微结构光纤的微孔是一项很复杂而又精细的工作，提出这种新型的填充方法，对于某些浓度稍大的纳米材料实际填充操作以及实现多参量同时传感具有实际意义。
在现实生活中也有一些实际意义与依据：
微结构光纤（Microstructure Optical Fiber, MOF），也称为光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber, PCF)或多孔光纤。微结构光纤通常以纯石英或聚合物材料为基底，其横截面为按一定规则轴向排列的空气孔，通过在中心位置引入缺陷或者不同结构来形成纤芯。鉴于其新颖的导光机理和灵活的结构设计，微结构光纤相对于普通光纤展示出许多独特而新颖的物理特性，如：可控的非线性、无尽单模特性、可调节的奇异色散、低弯曲损耗、大模场面积等特性，这些特性使得微结构光纤与纳米功能材料的有机结合成就了更多的可能性。对微结构光纤而言，所填充的液体材料应该具有在光纤传输波段吸收系数小、与光纤基底材料亲和、易于填充、折射率在外场作用下可调谐等特点。也就为我们的研究提供可能。
微结构光纤光栅与纳米功能材料的有机结合，极大拓展了光纤光栅的传感功能。而复合微结构光纤光栅的出现，更为多维多参量的传感器件的实现提供了机会。在我们的前期工作中，我们也提出了一种基于复合微结构长周期光纤光栅的磁场传感器。由于复合结构的光纤光栅对横向磁场和温度有不同的响应特性，可以实现横向磁场和温度的同时测量。研究发现该传感器对横向磁场和纵向磁场也有不同的响应特性，因而利用该结构实现磁场的矢量传感是我们下一步的研究方向。
综上所述，基于微结构光纤横向结构的可集成性，液体纳米材料重构的微结构光纤光栅以其新颖的理念和灵活的设计为新型传感器件的开发提供了一个更为广阔的研究平台。但是在纳米材料重构微结构光纤光栅中的模场分布和光学传输的数值计算方法上尚需要完善；还需要探索新的纳米材料，新的复合微结构光纤光栅结构，以实现多物理场多参数的综合调谐与测量；纳米材料重构微结构光纤光栅还可以与Sagnac干涉环、马赫－曾德尔干涉仪、法布里－珀罗干涉仪等传统器件相结合，构成多参量探测的多功能型器件；填充技术尚待进一步提高，不仅能提高器件性能，也为今后实用化或者批量生产提供可能。
为进一步推动微结构光纤光栅传感技术的发展，本项目致力于研究基于复合微结构光纤光栅的多维多参量传感，结合光纤光栅的优良特性，将纳米功能材料的物理效应（如热光、磁光、电光等）与微结构光纤中的微纳结构结合起来，通过控制模式耦合和带隙调谐，达到操控光子在微纳尺度光波导中运动与传输的目的，从而实现新型的温度、应力、湿度、磁场、电场等多维多参量传感器件。本项目的研究具有重要的科学意义和实用价值。
三、项目研究总结报告
预定计划执行情况，项目研究和实践情况，研究工作中取得的主要成绩和收获，研究工作有哪些不足，有哪些问题尚需深入研究，研究工作中的困难、问题和建议。（字数不限，可加页面）
整个项目分