基于光子晶體帶隙光纖的布里淵傳感實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、光纖中的布里淵散射是非線性效應(yīng)中的一種非彈性散射,是光波與介質(zhì)中的聲波在介質(zhì)中傳輸時(shí)產(chǎn)生互相耦合的一種散射現(xiàn)象。光纖中的散射在通信中是一種需要抑制的現(xiàn)象,但是在傳感領(lǐng)域卻是一個(gè)研究的熱點(diǎn)。因?yàn)楣饫w中的布里淵散射對(duì)外界環(huán)境的溫度和應(yīng)力變化非常敏感,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)布里淵頻移和布里淵強(qiáng)度與溫度和應(yīng)力的變化是一種線性關(guān)系,這對(duì)實(shí)際的工程測(cè)量的應(yīng)用的影響是巨大的。相對(duì)于傳統(tǒng)的傳感器,光纖傳感器自身不僅是傳輸介質(zhì)還可以作為檢測(cè)的介質(zhì),且輕便、成本低、抗

2、電磁干擾、保密性好,這對(duì)大型建筑的結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)及特殊領(lǐng)域如海底光纜、海底隧道等方面提供了方便,迅速引起了各個(gè)國家科研領(lǐng)域的關(guān)注。另外對(duì)光纖本身結(jié)構(gòu)的研究也促使了各種特殊結(jié)構(gòu)的光纖的研制,從不同種的光纖中可以觀察到不一樣的布里淵現(xiàn)象,這對(duì)開發(fā)新的傳感器及光學(xué)性能的研究都有重要的意義。
　　本文選擇了一種特殊的光纖-全固帶隙光子晶體光纖,對(duì)這種具有光子帶隙結(jié)構(gòu)的光纖進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。采用了兩種不同的操作方法:熔融拉錐和刻寫長周

3、期光柵,分別進(jìn)行了溫度和應(yīng)力實(shí)驗(yàn)。其中熔融拉錐是用光纖熔接機(jī)改變放電次數(shù)和放電強(qiáng)度手動(dòng)熔接,而長周期光柵是在我們實(shí)驗(yàn)室刻寫與激光器相匹配的長周期光柵。這兩種不同的操作方法都激發(fā)出了包層中的布里淵諧振峰,得到了我們預(yù)期的結(jié)果。
　　從實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們發(fā)現(xiàn),這兩種操作方法都獲得了4個(gè)布里淵諧振峰,其中3個(gè)為包層中激發(fā)出的布里淵諧振峰,1個(gè)是纖芯中激發(fā)出的布里淵諧振峰。纖芯模和包層模對(duì)溫度和應(yīng)變有不同的敏感性,這樣就可以同時(shí)通過耦合方程獲得