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，以及一些新型結構光柵的出現(xiàn)，使得LPFG在傳感與通信領域中的應用越來越受到關注。
　　 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構的熱調諧法和機械微彎法成功制備了長周期光纖光柵，并對其相關特性進行了分析。
　　 接著我們提出了幾種特殊結構的長周期光纖光柵，包括毛細管長周期光纖光柵、基于SMS結構的長周期光纖光柵、基于表面鍍膜的長周期光纖光柵。
　　 關于毛細管長周期光纖光柵，我們首先分析了毛細管光纖的幾種波導結構，光纖中承載的纖芯模與包層模的模式分

3、析，以及毛細管光纖的截止特性和導引特性；后建立了基于壁中波導型毛細管光纖的LPFG模型，求解出其透射譜并對不同結構參數(shù)進行了透射譜分析；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填充物的折射率的變化規(guī)律。
　　 對基于SMS結構的長周期光纖光柵來說，利用端面耦合理論對多模光纖內激勵起的纖芯模式進行分析，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和合適的包層模進行耦合分析，大大簡化了多模長