長(zhǎng)周期光纖光柵的傳感特性及應(yīng)用研究.pdf

1、光纖光柵是光通信、光傳感及光信息處理等領(lǐng)域最為重要的光無(wú)源器件之一。本文以長(zhǎng)周期光纖光柵為研究對(duì)象，針對(duì)其基本特性、傳感應(yīng)用等問(wèn)題進(jìn)行了理論探討和數(shù)值分析，主要內(nèi)容包括：闡述了光纖光柵、長(zhǎng)周期光纖光柵傳感器的發(fā)展和研究現(xiàn)狀；根據(jù)耦合模理論，推導(dǎo)了長(zhǎng)周期光纖光柵的耦合模方程，得到了導(dǎo)模與包層模的耦合關(guān)系；對(duì)導(dǎo)模和包層模的有效折射率、耦合系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算；分析研究了光柵參數(shù)對(duì)其透射譜的影響；從長(zhǎng)周期光纖光柵在外加軸向應(yīng)變或環(huán)境溫度變化時(shí)可能出

2、現(xiàn)的彈性形變、彈光效應(yīng)、熱光效應(yīng)、熱膨脹效應(yīng)及波導(dǎo)效應(yīng)等物理過(guò)程入手，導(dǎo)出了描述其軸向應(yīng)變和溫度傳感靈敏度的一般性公式，并數(shù)值模擬了光柵周期、耦合模次、彈光系數(shù)及熱光系數(shù)對(duì)靈敏度的影響；提出了基于長(zhǎng)周期光纖光柵的、可用于蛋白質(zhì)等生物物質(zhì)鑒別與分析的傳感方案，就檢測(cè)中所生成復(fù)合物薄膜層的折射率和厚度變化對(duì)透射譜影響進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。 基于以上工作，本文得出如下結(jié)論：適當(dāng)增大長(zhǎng)周期光纖光柵的周期或利用低次包層模耦合對(duì)提高其溫度或軸向應(yīng)