材料填充的微結構光纖模間干涉儀特性及應用研究.pdf

1、微結構光纖模間干涉儀是一種基于各類微結構光纖的新型Mach-Zehnder干涉儀。與傳統(tǒng)的雙臂Mach-Zehnder干涉儀相比，由于微結構光纖獨特的模式特性，模間干涉儀將原本分兩路傳輸?shù)墓饧性谕桓饫w內(nèi)進行傳輸，極大的縮減了干涉儀的幾何尺寸。由于其較簡單的結構、較廣的應用及較高的耦合效率，微結構光纖模間干涉儀近年來受到了科研人員的廣泛關注。
　　 本論文介紹了雙模微結構光纖模間干涉儀的模式激起和耦合方法，理論分析了填充低折

2、射率溫敏材料和高折射率溫敏材料后，干涉儀靈敏度的變化以及影響干涉儀溫度靈敏度的因素。在實驗上構建了基于雙模微結構光纖的模間干涉儀，并進行了溫敏材料的填充，通過多次截短實驗分析了材料填充比例對于涉儀溫度靈敏度的影響。
　　 本論文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新性研究成果包括:
　　 1、搭建了基于纖芯雙模微結構光纖的模間干涉儀，對干涉儀構建方式，構建參數(shù)等進行了理論分析和實驗驗證。觀察了微結構光纖的纖芯LP01和LP11模式的模場圖

3、，并測量了干涉儀的溫度響應。
　　 2、提出了基于低折射率功能材料填充的、折射率引導型的微結構光纖模間干涉儀。通過在微結構光纖空氣孔內(nèi)填充折射率為1.33的溫敏材料，在波長1480nm處獲得了高達-340 pm/℃的溫度靈敏度。理論分析了影響干涉儀溫度靈敏度的因素，并通過多次截短實驗和選取不同的傳感波長進行了實驗驗證。利用不同透射峰對溫度和應變的響應差異，實現(xiàn)了基于該模間干涉儀對溫度和應變的同時傳感測量。
　　 3、提出

4、了一種基于高折射率溫敏材料選擇性填充的、反諧振引導機制的雙模微結構光纖模間干涉儀。并在理論上詳細分析了影響微結構光纖模式的限制損耗的因素，提出了通過減少填充液體空氣孔的數(shù)目來減少模式損耗的選擇性填充方案。由于高折射率液柱反諧振特性的存在，觀察到了不同于傳統(tǒng)模間干涉儀的一些獨特現(xiàn)象:干涉儀對溫度的響應存在臨界波長，在臨界波長左側(cè)，干涉儀透射譜隨溫度升高發(fā)生藍移;在臨界波長右側(cè)，干涉儀透射譜隨溫度升高發(fā)生紅移;在臨界波長位置，在一定的溫度范