本文關(guān)鍵詞：腐蝕型光纖光柵光學(xué)特性研究　出處：《南京郵電大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：光纖布拉格光柵(FBG)作為一種光學(xué)纖維,廣泛地應(yīng)用到通信、傳感、工程、軍事等各行各業(yè)。本文主要通過(guò)MATLAB和Rsoft仿真軟件進(jìn)行仿真來(lái)研究光纖光柵的基本特性及新結(jié)構(gòu)的腐蝕型光纖光柵的光學(xué)特性。本論文的主要內(nèi)容如下:1.主要介紹了光無(wú)源器件光纖光柵的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀。研究了均勻光纖布拉格光柵和啁啾光纖布拉格光柵的基本特性。仿真分析了啁啾系數(shù)、切趾函數(shù)不同的情況下的反射譜、光時(shí)延和色散,并介紹了啁啾光纖色散補(bǔ)償?shù)母拍睢?.介紹了倏逝波FBG原理,倏逝波FBG又稱腐蝕行光纖光柵,通過(guò)氫氟酸(Hydrofluoric Acid,HF)腐蝕光纖光柵的部分或者全部包層甚至纖芯,改變了原有的結(jié)構(gòu),使其對(duì)外界環(huán)境折射率的變化更加敏感。外界環(huán)境折射率可分為兩種:一種是各向同性均勻的介質(zhì),另一種是各向異性非均勻介質(zhì)。3.提出了3種結(jié)構(gòu)化腐蝕型光纖光柵,包括:包層腐蝕型單模FBG,單端腐蝕型FBG,單環(huán)腐蝕型FBG。主要研究的當(dāng)外界環(huán)境為各向同性液體介質(zhì)時(shí),不同結(jié)構(gòu)化腐蝕光纖光柵隨著腐蝕深度或外界折射率這兩個(gè)參數(shù)的變化,引起的光纖光柵反射譜的變化,仿真結(jié)果可以看出不同的腐蝕結(jié)構(gòu),反射譜的變化不同,靈敏度不同,所以可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)出不同腐蝕結(jié)構(gòu)的光纖光柵。4.將光纖Bragg光柵的包層完全被HF腐蝕掉,利用各向異性介質(zhì)對(duì)其封裝,使光纖光柵具有各向異性包層結(jié)構(gòu)。選取單軸晶體作為各向異性材料來(lái)研究,因?yàn)閱屋S晶體是一種結(jié)構(gòu)比較為簡(jiǎn)單的各向異性材料,x、y、z三個(gè)主軸相互正交。選取不同的單軸晶體材料作為包層材料(外界環(huán)境折射為各向異性的介質(zhì)),由于選取不同的單軸晶體材料,對(duì)外加電場(chǎng)或者應(yīng)變場(chǎng)敏感,仿真結(jié)果可以看出布拉格反射譜的變化,提出了電場(chǎng)可調(diào)諧光開(kāi)關(guān)和應(yīng)力可調(diào)諧光開(kāi)關(guān)的概念。
[Abstract]:Fiber Bragg grating (FBG), as an optical fiber, is widely used in communication, sensing and engineering. In this paper, the basic characteristics of fiber gratings and the optical properties of corroded fiber gratings with new structures are studied by means of MATLAB and Rsoft simulation software. It reads as follows:. 1. The development history of optical passive fiber gratings is introduced. The basic characteristics of uniform fiber Bragg grating and chirped fiber Bragg grating are studied. The reflection spectrum, optical delay and dispersion under different chirp coefficient and apodization function are simulated and analyzed. The concept of dispersion compensation of chirped fiber is introduced. The principle of evanescent wave FBG is introduced. Evanescent wave FBG is also called etching fiber grating. Hydrofluoric Acid is adopted. HF) corrodes some or all of the cladding or even the core of the fiber grating, which changes the original structure. It is more sensitive to the change of refractive index of external environment, which can be divided into two kinds: one is isotropic and homogeneous medium. The other is anisotropic inhomogeneous medium. 3. Three kinds of structured corroded fiber gratings are proposed, including: cladding etched single-mode FBGs, single-end corroded FBG. Single ring corrosion FBG. when the external environment is isotropic liquid medium, different structural corrosion fiber grating with the corrosion depth or external refractive index of the two parameters change. The simulation results show that the reflectance spectrum is different and the sensitivity is different. Therefore, we can design fiber gratings with different corrosion structures according to the actual needs. The cladding of fiber Bragg gratings can be completely corroded by HF and encapsulated in anisotropic medium. In order to make fiber grating have anisotropic cladding structure, uniaxial crystal is chosen as anisotropic material, because uniaxial crystal is a simple anisotropic material. The three main axes are orthogonal to each other. Different uniaxial crystal materials are selected as cladding materials (the external environment refraction is anisotropic medium, because of the selection of different uniaxial crystal materials. The change of Bragg reflectance spectrum can be seen from the simulation results for the external electric field or strain field. The concepts of electric field tunable optical switch and stress tunable optical switch are proposed.
【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】：2015
【分類號(hào)】：TN253

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本文編號(hào)：1411371