全固光子帶隙光纖長(zhǎng)周期光柵的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、光子晶體光纖是一種新型低損耗的光波導(dǎo)，由于其特殊的傳導(dǎo)機(jī)制和可靈活設(shè)計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)，近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注，特別是基于光子晶體光纖的傳感技術(shù)成為近幾年來(lái)的研究熱點(diǎn)。而光子晶體光纖中的全固光子帶隙光纖由于更易于拉制和與單模光纖熔接，獲得了很多研究人員的注意。在全固光子帶隙光纖中寫制長(zhǎng)周期光柵將具有新穎的光譜特性和應(yīng)用前景。
　　 本文介紹了光子晶體光纖和長(zhǎng)周期光纖光柵的發(fā)展及應(yīng)用；理論上分析了全固光子帶隙光纖的模式特性和基于全固光子

2、帶隙光纖的長(zhǎng)周期光纖光柵耦合特性；實(shí)驗(yàn)上成功寫制了全固光子帶隙光纖長(zhǎng)周期光柵，并對(duì)它們的光譜特性、耦合機(jī)理及傳感特性進(jìn)行了分析和研究；最后利用長(zhǎng)周期光柵實(shí)現(xiàn)了新型的模間干涉儀。完成的主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：⑴利用計(jì)算機(jī)控制的高頻CO2激光脈沖在全固光子帶隙光纖中成功寫制出長(zhǎng)周期光纖光柵，實(shí)現(xiàn)了基模向纖芯LP11模式耦合的諧振峰。實(shí)驗(yàn)研究了這種光柵的傳感特性，包括對(duì)環(huán)境溫度，外界折射率、彎曲和軸向拉力的響應(yīng)，實(shí)驗(yàn)上證明這種諧振峰對(duì)于溫度

3、變化和外界折射率變化不敏感。⑵利用高頻CO2激光脈沖在全固光子帶隙光纖上寫制出長(zhǎng)周期光柵，形成多個(gè)諧振峰，通過(guò)深入研究，發(fā)現(xiàn)這些諧振峰來(lái)源于基模向LP11纖芯模式及基模向LP11超?；蛘週P01超模的耦合。研究了各個(gè)諧振峰的傳感特性，各個(gè)峰對(duì)溫度和軸向應(yīng)力(或曲率半徑)具有不同的響應(yīng)，基于該特性可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)光柵的雙及多參數(shù)傳感。根據(jù)傳感特性我們分析了光柵的耦合機(jī)理。⑶提出一種全固光子帶隙光纖長(zhǎng)周期光柵輔助的模間干涉儀。該干涉儀具有插入損