發(fā)布時(shí)間：2017-12-14 17:27

  本文關(guān)鍵詞：基于不同填充方式的光子晶體光纖磁場(chǎng)和溫度傳感的研究

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【摘要】：光子晶體光纖因其結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性和空氣孔的可填充性,能有效地提高有效折射率調(diào)諧范圍和光纖特性的可控性,可用于制造高靈敏度、高分辨率的可調(diào)諧器件,特別在傳感領(lǐng)域有廣泛的前景。實(shí)際檢測(cè)磁場(chǎng)時(shí)一般涉及環(huán)境溫度的影響,利用光子晶體光纖的抗電磁干擾、低損耗等優(yōu)勢(shì),基于光子帶隙效應(yīng)和定向耦合效應(yīng)的填充型光子晶體光纖進(jìn)行磁場(chǎng)和溫度傳感的研究具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。本文首先提出在包層空氣孔選擇性填充高折射率磁流體,形成光子帶隙結(jié)構(gòu)。應(yīng)用全矢量平面波展開(kāi)法計(jì)算光纖帶隙,帶隙及其寬度隨磁場(chǎng)、溫度規(guī)律性漂移。當(dāng)在包層空氣孔中選擇不同位置和結(jié)構(gòu)填充磁流體體時(shí),發(fā)現(xiàn)僅填充內(nèi)層空氣孔時(shí),帶隙漂移造成的變化率最大。當(dāng)在包層第一層空氣孔中填充磁流體,晶格周期??9?m,空氣填充率分別選取d/0.9??和d/0.5??時(shí),帶隙邊界波長(zhǎng)檢測(cè)和帶隙寬度檢測(cè)的磁場(chǎng)、溫度靈敏度最高分別可達(dá)1.872nm/Oe、6.418nm/°C和0.595nm/Oe和2.038nm/°C。接著提出在光子晶體光纖包層的單個(gè)空氣孔中填充磁流體,形成定向耦合結(jié)構(gòu),檢測(cè)磁場(chǎng)、溫度的變化。該傳感結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)在100 Oe~250Oe,溫度在10°C~60°C范圍的檢測(cè),利用全矢量有限元法(FEM)對(duì)該傳感器特性進(jìn)行了仿真研究,結(jié)果表明在該范圍內(nèi)磁場(chǎng)、溫度靈敏度最高可達(dá)1.1nm/Oe和3.857nm/°C左右,本文在光纖光學(xué)解決含磁場(chǎng)的多參量傳感的領(lǐng)域進(jìn)行了一些基礎(chǔ)研究,將對(duì)衛(wèi)星磁控系統(tǒng)、電力線傳輸?shù)阮I(lǐng)域的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)具有潛在的應(yīng)用意義。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN253;TP212

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3 Q醚，

本文編號(hào)：1288753