【摘要】：微納光纖結(jié)型諧振器以其獨(dú)特的波長選擇特性以及優(yōu)異的諧振增強(qiáng)特性使其在光通信和光信息處理領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、制作簡單以及易于集成等優(yōu)點(diǎn),使得微納光纖結(jié)型諧振器所制作的光學(xué)濾波器、光學(xué)傳感器、光學(xué)分束器等器件得到了廣泛的應(yīng)用。隨著人們對(duì)高速、大帶寬的信號(hào)傳輸需求,利用全光通信的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)調(diào)制和探測(cè)已成為現(xiàn)今科研領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。而器件的可調(diào)諧特性是實(shí)現(xiàn)全光調(diào)制的基礎(chǔ),因此,圍繞微納光纖結(jié)型諧振器的可調(diào)諧特性的研究受到大家的熱捧。全光調(diào)諧的本質(zhì)是一束光信號(hào)對(duì)于另外一束光信號(hào)的控制。利用光學(xué)非線性效應(yīng)去實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的全光調(diào)諧已成為熱點(diǎn)研究問題。但是,傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)光纖非線性系數(shù)很低,這一致命的缺點(diǎn)極大地阻礙了微納光纖結(jié)型諧振器實(shí)現(xiàn)有效全光調(diào)諧的可能性。為了提高光纖的非線性系數(shù),人們想到利用微納光纖周圍的倏逝場(chǎng),將具有高非線性系數(shù)的二維材料石墨烯包覆在微納光纖表面,通過增強(qiáng)光與石墨烯之間的相互作用來提高光纖的非線性系數(shù),實(shí)現(xiàn)有效的全光調(diào)諧。石墨烯作為一種單原子層厚度的新型二維材料,由于其突出的穩(wěn)定性,獨(dú)特的能帶結(jié)構(gòu),簡單的制備方法以及優(yōu)異的光學(xué)特性使其在科研領(lǐng)域炙手可熱。作為研究光與物質(zhì)相互作用的基礎(chǔ),利用火焰拉錐技術(shù)可以制作出損耗極低、倏逝場(chǎng)強(qiáng)的微納光纖器件,通過與石墨烯巧妙的結(jié)合,可以顯著的增強(qiáng)光與石墨烯的相互作用,為以微納光纖為基礎(chǔ)的全光可調(diào)諧器件的研究提供了嶄新的思路�；诖�,我們提出了一種全新結(jié)構(gòu)的石墨烯輔助的全光可調(diào)諧微納光纖結(jié)型諧振器,為研究以微納光纖腔型諧振器件實(shí)現(xiàn)高速全光調(diào)制提供了新的方向。通過外部泵浦光的直接照射,實(shí)現(xiàn)了光與石墨烯的直接相互作用。利用石墨烯的熱光效應(yīng)以及光學(xué)非線性效應(yīng),完成了對(duì)微納光纖結(jié)型諧振器傳輸損耗、消光比以及諧振波長等參數(shù)的有效調(diào)諧,其傳輸損耗的調(diào)諧效率增加了69倍,消光比的調(diào)諧效率增加了125倍,諧振波長的調(diào)諧范圍可覆蓋光纖的整個(gè)波長透明窗口。
【圖文】：

2 微納光纖及微納光纖結(jié)型諧振器.1 從標(biāo)準(zhǔn)光纖到微納光纖在過去的幾十年里，，光纖作為光信號(hào)傳導(dǎo)介質(zhì)已經(jīng)在通信、傳感、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了良好的應(yīng)用。在通訊領(lǐng)域，借助海底光纜，光信號(hào)被瞬間傳送各大終端服務(wù)器，已建設(shè)成為具有高速、高效、高安全型的“地球村”網(wǎng)傳感領(lǐng)域，通過將光纖掩埋在建筑物內(nèi)，利用光纖優(yōu)良的力學(xué)特性制作應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的安全監(jiān)測(cè)[32]；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，利用光纖的高功率傳輸現(xiàn)醫(yī)學(xué)照明或內(nèi)窺鏡成像[33]；在工業(yè)領(lǐng)域，利用大功率光纖實(shí)現(xiàn)大功率割及焊接[34]（圖 1.1）。上述應(yīng)用均是基于光纖直徑遠(yuǎn)大于傳輸光波長的纖。然而，隨著微納器件微型化、集成化的飛速發(fā)展，高響應(yīng)度、小尺寸敏度、低功耗的器件已成為市場(chǎng)的主導(dǎo)，為了探索光纖技術(shù)更廣泛的應(yīng)用環(huán)纖以及光纖器件的微型化問題亟待解決。微納光纖作為未來微納尺度下光光網(wǎng)絡(luò)的基本功能單元以及宏觀光學(xué)和微觀光學(xué)的紐帶，為未來光纖器件和集成化的發(fā)展提供了廣闊的前景和有力的驅(qū)動(dòng)[35-38]。

學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 石墨烯輔助的可調(diào)諧微納光纖諧振器響極大，制約光纖微型化最大的障礙就是傳輸損耗，當(dāng)時(shí)的科技手段無納光纖制備的要求，光纖微型化的研究停滯不前。時(shí)至今日，商用標(biāo)準(zhǔn)輸損耗已降至 0.1dB/km，對(duì)于微納光纖的研究開始進(jìn)入嶄新的階段。通熱并拉伸傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)光纖（直徑為 125μm）能夠很輕松地得到直徑在微米納光纖（圖 1.2）（一般直徑在幾微米到幾十微米），且具有傳輸損耗小滑、均勻性好等特點(diǎn)[8]。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN253

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 于洋;張學(xué)亮;宋章啟;衛(wèi)正統(tǒng);孟洲;;An investigation on optical microfiber reflector with low reflectance[J];Chinese Optics Letters;2014年01期

2 張偉;朱宏偉;狄澤超;王昆林;吳德海;;液相法制備石墨烯及其摩擦學(xué)性能研究[J];納米科技;2011年01期

本文編號(hào)：2640059