功能材料填充雙芯光子晶體光纖的傳導特性研究.pdf

1、與傳統(tǒng)光纖相比光子晶體光纖具有諸多的優(yōu)良特性，尤其是利用填充方式將新型功能材料與光子晶體光纖結合的手段，更是擴展了它在傳感領域的應用范圍。雙芯光子晶體光纖繼承了普通光子晶體光纖的眾多特點，同時在耦合、波分復用、偏振分離等領域有著自己獨特的優(yōu)勢。
　　 本研究來源于國家973計劃項目“基于微結構光纖的新型功能器件、異質兼容結構與光電子集成”和國家自然科學基金項目“基于光子晶體光纖的克爾腔孤子的動力學特性與應用研究”中的內容，利用填

2、充的方式將雙芯光子晶體光纖與功能材料結合起來，重點對其自身的傳導、耦合特性以及溫度傳感特性展開了理論和實驗研究。主要研究內容和創(chuàng)新性成果包括：⑴對功能材料填充的雙芯光子晶體光纖傳輸和耦合特性進行了研究。利用有限元法進行模擬，發(fā)現(xiàn)在填充不同折射率物質的情況下，該雙芯光子晶體光纖的耦合長度存在極小值，而且該耦合長度極小值的大小和波長位置都與填充物質折射率成單調的關系，如果對該纖填充溫敏的折射率物質，就可以實現(xiàn)對該耦合長度極值點的溫度調控。⑵

3、理論和實驗研究了功能材料填充雙芯光子晶體光纖的溫度響應特性。理論上發(fā)現(xiàn)，奇偶模式群折射率差存在零點，可以在特定波長區(qū)域實現(xiàn)高靈敏度的溫度傳感。實驗上實現(xiàn)了多種不同折射率的功能材料填充的雙芯光子晶體光纖，并對其溫度特性進行了測試。⑶理論設計了多種選擇性填充的雙芯光子晶體光纖，利用有限元法對其雙芯和填充的高折射率柱內的模式耦合過程進行了分析。發(fā)現(xiàn)特定波長范圍內，這些填充后的雙芯光子晶體光纖存在多處的避免相交現(xiàn)象，同時在避免相交發(fā)生的位置，纖