錐形耦合長(zhǎng)周期光纖光柵的研究.pdf

1、本論文對(duì)長(zhǎng)周期光纖光柵的模式耦合理論和耦合特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并創(chuàng)新地提出了一種制備長(zhǎng)周期光纖光柵的方案。這種方案采用電弧拉錐法實(shí)現(xiàn)，是利用光纖熔接機(jī)的拉錐功能，并利用移動(dòng)平臺(tái)自由控制周期，在普通單模光纖上形成周期性的錐形結(jié)構(gòu)，拉錐次數(shù)20次左右，即能形成較好的長(zhǎng)周期光纖光柵。這種方法具有成本低廉，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建簡(jiǎn)單，操作方法簡(jiǎn)便易行，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)系統(tǒng)分析了長(zhǎng)周期光纖光柵的各種耦合參數(shù)，并進(jìn)行了大量仿真和實(shí)驗(yàn)。主要內(nèi)容包括：光纖

2、光柵的基本理論、長(zhǎng)周期光纖光柵的模式理論與模式耦合、長(zhǎng)周期光纖光柵耦合特性分析及仿真，長(zhǎng)周期光纖光柵外界特性分析，以及電弧拉錐法制備長(zhǎng)周期光纖光柵的實(shí)驗(yàn)。本文的主要工作如下： （1）系統(tǒng)介紹了長(zhǎng)周期光纖光柵的發(fā)展現(xiàn)狀，從長(zhǎng)周期光纖光柵的理論研究、制備技術(shù)、應(yīng)用研究三個(gè)方面介紹了當(dāng)今長(zhǎng)周期光纖光柵的發(fā)展?fàn)顩r。 （2）從光纖的基本理論出發(fā)，推導(dǎo)了非正規(guī)光波導(dǎo)與光纖光柵中的模耦合方程，利用三層階躍光纖模型，對(duì)長(zhǎng)周期光纖光柵中的

3、模式做了理論分析和數(shù)值仿真，同時(shí)，詳細(xì)分析了長(zhǎng)周期光纖光柵的耦合特性，并進(jìn)行了詳細(xì)的模式耦合仿真，分析了纖芯基模與一階各次包層模的耦合情況，得出了包括有效折射率、傳播常數(shù)、耦合常數(shù)、波導(dǎo)色散因子在內(nèi)的一系列長(zhǎng)周期光纖光柵的耦合性質(zhì)，并對(duì)長(zhǎng)周期光纖光柵的透射譜等進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。同時(shí)對(duì)長(zhǎng)周期光纖光柵的外界特性，包括溫度，軸向應(yīng)變，外界折射率變化特性做了仿真分析。 （3）采用了電弧拉錐法制備長(zhǎng)周期光纖光柵，先證明了電弧拉錐法制備長(zhǎng)周期