基于彎曲聲波調(diào)制的新型光纖聲光可調(diào)濾波器研究.pdf

1、與傳統(tǒng)光纖器件相比，光纖聲光器件具有插入損耗小、偏振相關(guān)性低和電調(diào)諧性好等特點(diǎn)，在光纖通信和光纖傳感領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，越來(lái)越受到廣大研究人員的關(guān)注。隨著光纖聲光器件不斷發(fā)展，更好的濾波特性和調(diào)諧特性將成為光纖聲光濾波器件的重要研究方向。本文從光纖聲光效應(yīng)出發(fā)，介紹了光纖聲光效應(yīng)的基本原理和光纖聲光器件研究進(jìn)展;基于光纖的耦合模理論對(duì)聲致光纖光柵的模式耦合特性進(jìn)行了分析;實(shí)驗(yàn)上分別實(shí)現(xiàn)了寬帶調(diào)諧的光纖聲光帶阻濾波器和帶通濾波器，并對(duì)

2、它們的光譜特性、耦合機(jī)理及調(diào)諧特性進(jìn)行了分析。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 ⑴在設(shè)計(jì)并建立基于彎曲聲波調(diào)制的聲致光纖光柵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，對(duì)聲致光纖光柵的諧振波長(zhǎng)在不同波長(zhǎng)區(qū)域表現(xiàn)出的不同頻率響應(yīng)特性進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)超聲變幅桿原理和彈性介質(zhì)中的振動(dòng)理論，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用于彎曲模式聲波激勵(lì)的超聲換能器結(jié)構(gòu)。并通過對(duì)超聲變幅桿形狀、尺寸等對(duì)換能效率的理論分析，設(shè)計(jì)了空心的鋁制錐型超聲變幅桿以提高聲波放大效率，從而建立了基于彎

3、曲聲波調(diào)制的光纖聲光可調(diào)濾波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)聲致光纖光柵在低頻和高頻聲波頻率范圍內(nèi)諧振波長(zhǎng)具有不同的頻率響應(yīng)趨勢(shì)，并且通過對(duì)聲致光纖光柵相位匹配曲線的理論計(jì)算對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。
　　 ⑵實(shí)現(xiàn)了基于彎曲聲波調(diào)制普通單模光纖的寬帶光纖聲光可調(diào)濾波系統(tǒng)。從聲阻抗匹配的角度出發(fā)，通過合理選擇背襯材料和粘合膠體，實(shí)現(xiàn)了對(duì)超聲換能器的進(jìn)一步優(yōu)化，并利用優(yōu)化的換能器實(shí)現(xiàn)了高效率的可調(diào)帶阻濾波器?；诠饫w中聲光相互作用理論，利用氫氟

4、酸腐蝕光纖包層的方法實(shí)現(xiàn)了調(diào)諧范圍達(dá)到264nm的聲光可調(diào)諧濾波器。同時(shí)基于光纖光柵的耦合模理論建立了分析聲光可調(diào)諧濾波特性的理論模型，并理論模擬了其透射諧振波長(zhǎng)的頻率響應(yīng)，理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本符合。
　　 ⑶將光纖錯(cuò)位熔接技術(shù)與光纖聲光效應(yīng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了光纖聲光可調(diào)帶通濾波器，并對(duì)其諧振波長(zhǎng)的頻率和電壓調(diào)諧特性進(jìn)行了研究。利用小錯(cuò)位量的光纖熔接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了聲光可調(diào)帶阻濾波器，并對(duì)實(shí)驗(yàn)觀察到透射光譜中的微弱干涉現(xiàn)象進(jìn)行了簡(jiǎn)單