亞微米直徑光纖的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、本文從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究了具有光學(xué)質(zhì)量的亞微米直徑光纖作為低損耗光波導(dǎo)應(yīng)用的可能性和可行性。主要內(nèi)容包括：亞微米直徑光纖傳輸特性的理論計(jì)算，高質(zhì)量亞微米直徑錐形光纖的制備，亞微米直徑錐形光纖中的非線性現(xiàn)象，制備低信道間隔的單模光纖波分復(fù)用器，以亞微米光纖作為傳感元件組成Mach-Zehnder干涉儀用于生物化學(xué)傳感。在理論部分，我們系統(tǒng)計(jì)算了亞微米直徑光纖的光學(xué)傳輸特性，研究了氧化硅的各種材料特性以及光纖拉錐理論。在拉錐光纖的制備方面

2、，我們使用自制的條形電加熱爐拉錐方法成功拉制出了相對(duì)較長(zhǎng)且連續(xù)不斷的直徑可小至650nm的光纖，其光學(xué)損耗約為0.1dB/cm 。為了觀察其中的受激拉曼散射過(guò)程，我們以鎖模皮秒激光器輸出的532 nm激光作為泵浦光源輸入制備所得亞微米光纖，僅用5微瓦的激光平均功率就在長(zhǎng)度為12 cm 的亞微米光纖中成功的觀測(cè)到受激拉曼散射等非線性光學(xué)現(xiàn)象。并利用同樣的熔錐裝置制備了低信道間隔的單模光纖WDM，最小信道間隔達(dá)3.01nm。此外，還以氧化硅

3、納米線作為傳感元件組成Mach-Zehnder干涉儀用于生物傳感，并做了初步實(shí)驗(yàn)，但由于目前制備的納米線直徑還不是足夠小，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果并未達(dá)到理論預(yù)期。但對(duì)于影響靈敏度的關(guān)鍵因素有了較為全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)以后進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)有很大指導(dǎo)作用。 本文工作意義在于：使用亞微米光纖作為光波導(dǎo)，可以使低損耗光波導(dǎo)的直徑實(shí)現(xiàn)從目前的波長(zhǎng)量級(jí)到亞波長(zhǎng)量級(jí)的突破。以這種小直徑光纖制作的微光子學(xué)器件將極大限度的縮小器件尺寸，使其在高密度光集成、光通信和光傳