光纖內(nèi)馬赫澤德干涉微腔的飛秒激光制備及溫鹽傳感特性.pdf

1、作為可調(diào)諧光子器件及高性能傳感器的光纖內(nèi)馬赫澤德干涉儀(Mach-Zehnder interference，簡(jiǎn)稱MZI)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、抗電磁干擾、分辨率高、可調(diào)諧性以及極高的傳感靈敏度等優(yōu)勢(shì)，引起了國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。近年來，報(bào)道的光纖內(nèi)馬赫澤德干涉結(jié)構(gòu)的制備技術(shù)主要包括：光纖拉錐，微腔刻蝕以及光纖熔接等，制備出的MZI能夠?qū)崿F(xiàn)纖芯模式之間的干涉以及纖芯和包層模式的干涉。其中，基于雙開口微腔結(jié)構(gòu)的MZI能夠?qū)⒁后w引入微腔內(nèi)，對(duì)干涉相位

2、直接產(chǎn)生調(diào)制，因此具有更高的折射率傳感靈敏度，在折射率、溫度等傳感領(lǐng)域具有更廣泛的應(yīng)用。
　　本文利用飛秒激光誘導(dǎo)水擊穿技術(shù)制備光纖內(nèi)馬赫澤德干涉微腔，從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究光纖內(nèi)雙開口微腔的溫度及折射率傳感特性，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，研究了光纖馬赫澤德干涉內(nèi)在機(jī)理，分別利用Matlab及Rsoft軟件中的Beam PROP對(duì)光纖內(nèi)雙開口微腔的光傳輸特性及干涉現(xiàn)象進(jìn)行了仿真計(jì)算。詳細(xì)分析了微腔長(zhǎng)度L、去除纖芯的比例β

3、以及傳輸損耗A等對(duì)雙光束干涉譜的影響。
　　其次,對(duì)飛秒激光誘導(dǎo)水擊穿現(xiàn)象進(jìn)行分析，搭建飛秒激光誘導(dǎo)水擊穿法光纖微加工系統(tǒng)，根據(jù)理論分析及仿真結(jié)果，在光纖內(nèi)制備結(jié)構(gòu)緊湊、平行度高，干涉性能優(yōu)良的MZI雙開口微腔結(jié)構(gòu)。從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面對(duì)光纖內(nèi)雙開口微腔結(jié)構(gòu)的溫度和折射率傳感特性分別進(jìn)行研究，制備出的MZI干涉微腔溫度靈敏度達(dá)到0.035 nm/?C，折射率靈敏度達(dá)到?13055.16 nm/RIU。
　　最后，通過毛細(xì)管將