基于光子晶體光纖光柵的譜特性及其傳感應用研究.pdf

1、近十年，光子晶體光纖光柵(PCFG)由于其優(yōu)良的特性及其在光通訊方面的廣泛應用，逐漸成為人們研究的熱點之一。而光子晶體光纖光柵技術的日臻完善，也使光子晶體光纖光柵在傳感領域得到了更好的發(fā)展。本文主要以包層為正八邊形對稱結(jié)構(gòu)的鍺摻雜光子晶體光纖中(八角格子光子晶體光纖)的Bragg光柵(O-PCFBG)和長周期光柵(O-PCF-LPG)為研究對象，分析了光柵的光譜特性和傳感特性，使人們能夠更加深入的理解光子晶體光纖光柵傳感技術所能帶來的社

2、會價值。
　　本文首先介紹了光子晶體光纖光柵及其傳感技術在國內(nèi)外的發(fā)展和研究現(xiàn)狀。接著闡述了傅里葉變換法、傳輸矩陣法、耦合模理論以及有限元法等光子晶體光纖光柵的分析法。詳細分析了占空比、纖芯直徑、空氣孔層數(shù)、空氣孔填充物折射率、相移以及光柵長度和調(diào)制深度等參數(shù)對光譜性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:空氣孔層數(shù)的增加可以限制模式能量向包層泄露，但對諧振峰的諧振波長和耦合強度影響不大。除空氣孔層數(shù)外，改變上述的參數(shù)均會影響諧振峰的諧振波長和耦合強

3、度。此外，還分析了八角格子光子晶體光纖光柵的單模截止條件，并結(jié)合相位匹配條件，設計了一種方法，實現(xiàn)了光柵在需要波長處諧振的目的。
　　基于諧振條件和光譜特性的結(jié)論，分析了八角格子光子晶體光纖光柵的溫度和應變傳感性質(zhì)，并計算了其溫度和應變靈敏度以及結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳感靈敏度的影響。結(jié)果表明:八角格子光子晶體光纖光柵的應變靈敏度較低，而溫度靈敏度較靈敏，這種特性有利于解決交叉敏感。而改變八角格子光纖晶體光纖的占空比和纖芯直徑對溫度和應變靈敏