【摘要】：為了滿足加工和制作光子晶體光纖器件時的方位角定位需求,本文提出確定光子晶體光纖軸向方位角的前向散射圖案特征法。對激光照射光子晶體光纖產(chǎn)生散射現(xiàn)象進行仿真模擬設(shè)計和理論分析,并在實驗上基于前向散射圖案確定光子晶體光纖軸向方位角的進行了研究和應(yīng)用研究。首先,基于激光照射光子晶體光纖產(chǎn)生散射光現(xiàn)象,提出實驗系統(tǒng)設(shè)計以及實驗步驟。采用光學(xué)模擬軟件COMSOL,模擬激光側(cè)邊照射光子晶體光纖。對其產(chǎn)生的散射光的前向散射圖案分析,由前向散射圖案的中心亮點電場強度值,或前向散射圖案分成上下半部分的電場強度值總和,或前向散射光電場強度值總和,做特征值分析均可用于確定光子晶體光纖軸向方位角為ГК方向的位置。其次,在實驗上基于激光垂直照射光子晶體光纖產(chǎn)生的散射光現(xiàn)象,將實驗上采集到的前向散射圖案與仿真模擬進行了對比分析,確定采用求取散射條紋區(qū)域光強值總和作為特征值,建立了特征值與光子晶體光纖軸向方位角的關(guān)系。針對前向散射圖案中散射條紋的變化,提出幾種特征值方法分析確定光子晶體光纖軸向方位角,對比并得出基于前向散射圖案半幅散射條紋強度值總和為特征值分析可實現(xiàn)光子晶體光纖軸向方位角確定。最后,基于本文提出的半幅散射條紋強度值總和特征值確定法,驗證了三種空氣孔排列結(jié)構(gòu)不同的光子晶體光纖軸向方位角的確定,且精確度均在0.5°以內(nèi)。進一步對散射圖案特征法應(yīng)用于光纖側(cè)邊拋磨技術(shù)進行了研究,實現(xiàn)了光子晶體光纖定軸側(cè)邊拋磨加工。因此,本文提出的半幅散射條紋強度值總和特征值確定法,可用于確定光子晶體光纖的方位角。這種圖案特征法是一種無破壞性、非接觸、在線、無污染、處理方法簡單、精度高、不受位置影響以及適用于各種光子晶體光纖特殊方位角的確定的方法,而且在光子晶體光纖器件的制作加工過程,具有重要的應(yīng)用前景。本論文的創(chuàng)新在于:1.理論仿真研究前向散射圖案用于分析確定光子晶體光纖軸向方位角,為實驗提供指導(dǎo)。2.探究確定光子晶體光纖軸向方位角的前向散射圖案特征法。驗證其它結(jié)構(gòu)光子晶體光纖軸向方位角的確定,并與光纖側(cè)邊拋磨技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)光子晶體光纖定軸拋磨。
【圖文】：

3,4]。其包層的材料主要是二氧化硅，規(guī)則排列的細小空氣孔構(gòu)成二維周期結(jié)構(gòu)。圖1-1是光子晶體光纖結(jié)構(gòu)示意圖，圖1-2是典型的光子晶體光纖結(jié)構(gòu)圖。圖1-1 光子晶體光纖結(jié)構(gòu)示意圖

暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1-2 典型的光子晶體光纖橫截面示意圖現(xiàn)階段光子晶體光纖最常用的制備方法有堆積拉絲法[2,5,6,7]、擠壓法[8,9]、鉆孔拉絲法[8,10]、溶膠凝膠法[11,12]等等。其中堆積拉絲法[2,5,6,7]（Stack and Draw）由于制作簡便成為行業(yè)中最主要的制備方法，世界上第一根光子晶體光纖就是利用此法拉制而成的。在拉制以石英為基底的光子晶體光纖中，堆砌法是目前最常用的方法，它具有結(jié)構(gòu)靈活可控、操作簡單，，并能夠設(shè)計多種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如圖1-3為其拉制的過程：根據(jù)光子晶體光纖設(shè)計要求，首先制備出毫米量級、結(jié)構(gòu)均勻的細棒和毛細管，并將其按照要求堆積固定，這就制作出了預(yù)制棒（圖1-3中 a）；然后將放置在光纖拉絲塔上的預(yù)制棒熔融加熱，且熔融爐（圖1-3中 b）的溫度要求控制在1800°C-2000°C 之間；在 200℃左右的精確溫度控制下，采用普通光纖的拉制方法
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN253

【參考文獻】

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本文編號：2708100