特種長周期光纖光柵器件及其特性研究.pdf

1、近些年來基于光纖光柵(LPFG/FBG)的光器件發(fā)展很是迅速，尤其是長周期光纖光柵(LPFG)。LPFG中模式耦合發(fā)生在纖芯模和同向傳輸?shù)陌鼘幽Ｖg，它是一種透射型光柵，LPFG比FBG有更好的外界參數(shù)(溫度、橫向應(yīng)變、濃度與折射率等)靈敏度。隨著LPFG制備方法和理論研究的不斷發(fā)展，以及一些新型結(jié)構(gòu)光柵的出現(xiàn)，使得LPFG在傳感與通信領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。
　　 本文圍繞LPFG的模式耦合理論和其傳感特性展開研究，通過L

2、P模標(biāo)量近似法研究了階躍三層單模長周期光纖光柵的模式耦合理論、各種制備方法，其中我們通過基于波紋狀結(jié)構(gòu)的熱調(diào)諧法和機(jī)械微彎法成功制備了長周期光纖光柵，并對其相關(guān)特性進(jìn)行了分析。
　　 接著我們提出了幾種特殊結(jié)構(gòu)的長周期光纖光柵，包括毛細(xì)管長周期光纖光柵、基于SMS結(jié)構(gòu)的長周期光纖光柵、基于表面鍍膜的長周期光纖光柵。
　　 關(guān)于毛細(xì)管長周期光纖光柵，我們首先分析了毛細(xì)管光纖的幾種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，光纖中承載的纖芯模與包層模的模式分

3、析，以及毛細(xì)管光纖的截止特性和導(dǎo)引特性；后建立了基于壁中波導(dǎo)型毛細(xì)管光纖的LPFG模型，求解出其透射譜并對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了透射譜分析；最終，通過MATLAB仿真得出此種長周期光纖光柵諧振波長隨空氣孔內(nèi)填充物的折射率的變化規(guī)律。
　　 對基于SMS結(jié)構(gòu)的長周期光纖光柵來說，利用端面耦合理論對多模光纖內(nèi)激勵起的纖芯模式進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)能量主要集中在前幾個模式上，選取能量最大的纖芯模LP03和合適的包層模進(jìn)行耦合分析，大大簡化了多模長