基于高Q值微球腔的氣體傳感研究.pdf

1、光學(xué)微球腔擁有獨(dú)特的光學(xué)傳輸模式—回廊模(Whispering Gallery Mode簡(jiǎn)稱WGM)，以及高品質(zhì)因數(shù)和低模式體積成為探索非線性光學(xué)、腔量子電動(dòng)力學(xué)等研究的有力工具。微球腔應(yīng)用于傳感器領(lǐng)域，主要由于微球諧振腔自身內(nèi)部或者自身與外界相互作用的靈敏反應(yīng)，諸如頻率或光譜的變化。一般地說，很多外部因素可對(duì)其造成影響，如改變耦合器件與諧振腔的距離，或讓微小物體接近球外的倏逝場(chǎng)影響諧振腔的模式；從內(nèi)部造成影響的方法則有改變腔內(nèi)光程，例

2、如球體的形變或者折射率的改變等。由于微球諧振腔的作用，使得生物傳感器、溫度傳感器和加速度傳感器的精度和靈敏度等性能指標(biāo)大大提高。
　　首先回顧了近年來微球腔特性的研究狀況和微球腔的近期發(fā)展，并對(duì)微球腔的應(yīng)用情況進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。
　　設(shè)計(jì)了二氧化碳激光熔融系統(tǒng)，并利用其制備了微球腔。將單錐光纖用波長(zhǎng)為10.6um的二氧化碳激光器熔融，通過調(diào)制脈沖控制對(duì)錐形光纖加工時(shí)間和溫度，制備出了各種直徑的微球腔。
　　我們引用RS3

3、100型納米光纖拉錐機(jī)系統(tǒng)，拉制出錐區(qū)在1μm-5μm的錐形光纖。并且系統(tǒng)研究了拉制過程中拉制距離、拉制速度、氫氣流量等重要拉制參數(shù)與雙錐光纖光學(xué)傳輸特性關(guān)系。實(shí)驗(yàn)表明，拉制距離控制在30mm-32mm,拉制速度在0.15mm/s,氫氣流量在140-150之間時(shí)，可以得到損耗在0.5dB-0.7dB,錐腰直徑介于0.6μm-2.5μm的低損耗雙錐光纖。
　　最后介紹了微球腔耦合理論，分析了影響微球腔Q值的各種因素，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)