本文關(guān)鍵詞： 傾斜光纖光柵(TFBG) 結(jié)構(gòu)參數(shù) 光譜特性 級聯(lián) 高精度折射率傳感　出處：《南京郵電大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：傾斜光纖光柵(TFBG)是一種結(jié)構(gòu)特殊的無源器件,有著重量輕、體積小、抗電磁干擾、可重復(fù)使用等諸多優(yōu)勢,所以在光纖通信和傳感領(lǐng)域開辟了一片新的天地。本文利用OptiGrating光學(xué)仿真軟件和Matlab對不同結(jié)構(gòu)的TFBG、級聯(lián)TFBG以及TFBG在不同環(huán)境折射率介質(zhì)中的光譜變化情況進行仿真,主要內(nèi)容如下:首先介紹了TFBG的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀,分析TFBG的基本結(jié)構(gòu),導(dǎo)出TFBG纖芯基模、包層模以及輻射模的反射率、布拉格諧振波長和包層模諧振波長、條紋可見度等表達式。其次分析了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對TFBG光譜特性的影響,包括傾斜角、纖芯包層參數(shù)、光柵周期、柵長及折射率調(diào)制深度對透射光譜的影響,總結(jié)了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)間的相互補償作用。最后研究了級聯(lián)TFBG結(jié)構(gòu)(包括兩級相同結(jié)構(gòu)光柵之間的級聯(lián)、不同結(jié)構(gòu)光柵之間的級聯(lián)、多級級聯(lián)等),分析不同級聯(lián)結(jié)構(gòu)的光譜特性。將單個TFBG結(jié)構(gòu)和級聯(lián)TFBG結(jié)構(gòu)應(yīng)用于折射率傳感檢測,發(fā)現(xiàn)微小折射率的變化令在波長1.542μm附近的高階包層模對環(huán)境折射率尤為敏感,并且在一定的變化范圍內(nèi)靈敏度極高,最高能達到10-5數(shù)量級,可以應(yīng)用在高精度折射率傳感領(lǐng)域,同時對比發(fā)現(xiàn),級聯(lián)結(jié)構(gòu)能將折射率探測精度提高1倍。
[Abstract]:Tilted Fiber Bragg grating (TFBG) is a special passive device with many advantages, such as light weight, small volume, anti-electromagnetic interference, reusable and so on. Therefore, a new field has been opened in the field of optical fiber communication and sensing. In this paper, we use OptiGrating optical simulation software and Matlab to simulate the spectral changes of different structure TFBGs, cascaded TFBG and TFBG in different refractive index media. The main contents are as follows: firstly, the development and research status of TFBG are introduced, the basic structure of TFBG is analyzed, the reflectivity of core mode, cladding mode and radiation mode, Bragg resonance wavelength and cladding mode resonant wavelength are derived. Secondly, the effects of different structural parameters on the spectral characteristics of TFBG are analyzed, including inclination angle, core cladding parameters, grating period, grating length and refractive index modulation depth. Finally, the cascade TFBG structure (including the cascade between two levels of the same structure grating, the cascade between different structure gratings) is studied. The spectral characteristics of different cascaded structures are analyzed by multistage cascade isobaric method. Using single TFBG structure and cascaded TFBG structure in refractive index sensing detection, it is found that the change of micro refractive index makes the high-order cladding mode near the wavelength 1.542 渭 m more sensitive to the environmental refractive index. And the sensitivity is very high in a certain range, the highest can reach 10-5 order of magnitude, which can be used in the field of high-precision refractive index sensing. It is also found that the cascade structure can improve the refractive index detection accuracy by twice.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN253

【參考文獻】

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本文編號：1503255