光纖微加工技術(shù)及器件應(yīng)用研究.pdf

1、隨著光纖通信技術(shù)和光纖傳感技術(shù)的快速發(fā)展，光纖器件在人類生活的多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。光纖器件的微加工技術(shù)及其應(yīng)用引起了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的極大興趣。本文針對新型種類光纖的光柵刻寫技術(shù)、光纖器件的化學(xué)腐蝕、功能化處理以及相關(guān)的光刻微加工技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行了研究。
　　 本文首先簡單介紹了光纖微加工技術(shù)的研究背景和發(fā)展?fàn)顩r，接著介紹了光纖光柵的分類和理論基礎(chǔ)以及刻寫技術(shù)，并給出了本論文中所使用的光纖光柵制作系統(tǒng)。研究了微結(jié)構(gòu)光纖光柵的

2、刻寫技術(shù)以及應(yīng)用于光柵高階模式選擇性激發(fā)和獲取的光刻微加工技術(shù)。利用193nm的準(zhǔn)分子激光器制作出了高性能的微結(jié)構(gòu)布拉格光柵，并對相應(yīng)光柵的光譜特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究及模擬分析;然后利用光致聚合光刻在光纖端面制備了不同形貌、表面光滑的微尖，實(shí)現(xiàn)了次高階模式耦合6.85 dB的增強(qiáng)以及微流折射率傳感，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明由于次高階模式具有更強(qiáng)的倏逝場，其折射率靈敏度為基模折射率靈敏度的6.52倍。
　　 接著介紹了光纖干涉儀的分類和研究狀況，

3、設(shè)計(jì)并制作了一種新型的細(xì)芯模式干涉儀。結(jié)合光纖腐蝕微加工技術(shù)對細(xì)芯模式干涉儀進(jìn)行了不同程度的包層腐蝕;最終獲得了折射率靈敏度高達(dá)24584nm/R.I.U的傳感應(yīng)用;然后研究了光纖表面DNA分子綁定的層層自組裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了包層腐蝕的細(xì)芯模式干涉儀DNA傳感器;隨后通過將細(xì)芯模式干涉儀封裝在微流槽內(nèi)成功實(shí)現(xiàn)了光纖傳感器件在微流芯片上的應(yīng)用。
　　 然后根據(jù)光纖光柵的理論研究了光纖光柵的化學(xué)腐蝕及金屬鍍膜微加工技術(shù)，提出并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了

4、反射型的長周期光纖光柵傳感器和低損耗微納布拉格光纖光柵的制作方案。利用化學(xué)腐蝕微加工技術(shù)在長周期光纖光柵末端的纖芯內(nèi)引入模式散射器，并結(jié)合金屬鍍膜微加工制作了光纖端面反射鏡，獲得了中心波長處深度大于15dB的反射型長周期光纖光柵傳感器;同時(shí)利用對寫有布拉格光柵的普通光纖進(jìn)行施加提升控制的化學(xué)腐蝕制作了直徑3.3um表面光滑的微納光纖光柵，其反射信號光學(xué)損耗得到了6.29 dB的優(yōu)化。
　　 最后介紹了光纖端面器件及其微加工技術(shù)的