基于微納光纖環(huán)形諧振腔的理論研究.pdf

1、光纖作為20世紀(jì)最偉大的發(fā)明，已經(jīng)走過了快一個世紀(jì)的歷史，隨著社會物質(zhì)生活的提高以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對光纖技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展也充滿了需求和渴望；回顧電子器件的歷史，我們可以驚人的發(fā)現(xiàn)光纖技術(shù)正在走著和電子技術(shù)相同的道路，那就是器件的微型化。由于歷史的原因，光纖技術(shù)的每一步發(fā)展都是伴隨著電子技術(shù)的進(jìn)步的，所以光纖技術(shù)也不可避免的要跟隨電子技術(shù)的腳步。
　　 本論文以微納光纖技術(shù)的研究背景開始，逐步介紹了現(xiàn)有的微納光纖技術(shù)以及微納

2、光纖的制作方法，回顧了微納光纖的理論研究，和現(xiàn)在各種基于微納光纖器件的研究，提出了基于微納光纖環(huán)形諧振腔的理論和應(yīng)用。
　　 論文首先分析了單根微納光纖的光場傳輸特性，并在弱波導(dǎo)近似的前提下，研究了微納光纖中的光場分布，得到了當(dāng)一定波長的光在微納光纖傳輸時，會有部分光場能量以消逝波的形式在微納光纖表面?zhèn)鬏數(shù)慕Y(jié)論；并在此基礎(chǔ)上，假設(shè)在弱耦合近似下，分析了兩根微納光纖之間的耦合模式，得到了兩根平行微納光纖之間光能量將以余弦波的形式在

3、兩根微納光纖之間交替?zhèn)鬏?，能量交替的拍長與兩根微納光纖的直徑、間距和環(huán)境折射率相關(guān)。
　　 論文的主要工作一是在兩根平行微納光纖耦合理論的基礎(chǔ)之上，分析了基于這種耦合模式的微納光纖環(huán)形諧振腔，并通過理論計算得出了環(huán)形諧振腔的傳輸公式，并設(shè)置了在不同參數(shù)下的環(huán)形諧振腔的輸出光譜；同時，論文還研究了基于環(huán)形諧振腔各種不同的組合方式，具體包括并聯(lián)雙環(huán)諧振腔的研究以及串聯(lián)雙環(huán)諧振腔的研究，通過計算得出了相應(yīng)的傳輸公式并分析了其輸出光譜的

4、相位變化特性。
　　 論文的主要工作二是微納光纖的制作；論文中，我們通過了兩種方法制作微納光纖，一種是利用酒精燈加熱拉制熔融狀態(tài)下的普通單模光纖，制作的微納光纖的長度可以達(dá)到10cm左右，直徑可以在1～2μm，直徑均勻度約為10-5；第二種方法是通過有機(jī)溶劑溶解聚合物光纖，然后利用光纖錐提拉溶解的聚合物制作微納光纖，這樣制作的微納光纖長度可達(dá)50cm左右，光纖直徑約為1μm，直徑均勻度約為10-5；第三種方法與第二種和第一種方法

5、相似，通過高溫加熱，熔化聚合物光纖，然后利用光纖錐提拉熔化的聚合物制作微納光纖，制作的微納光纖和第二種方法制作的微納光纖特性相近。
　　 論文的主要工作三是通過自己制作的微納光纖，制作微納光纖諧振腔，用實驗來證明主要工作一中推導(dǎo)的傳輸公式的準(zhǔn)確性，實驗結(jié)果表明，論文中對微納光纖諧振腔理論的計算是基本正確的，并能夠運用這些理論來研究更多的諧振腔的組合，比如多環(huán)串聯(lián)和并聯(lián)。同時，結(jié)合我們實驗室傳統(tǒng)光纖傳感的優(yōu)勢，論文還就微納光纖諧振