隨著光纖傳感技術的飛速發(fā)展,光子晶體光纖由于其結構的靈活性和獨特的模式傳輸特性,為小型化、多樣化、簡單化、低成本化光纖傳感器提供了一種全新的途徑。本論文以有限元法為理論基礎設計光子晶體光纖,以多年累積的堆疊-拉絲技術拉制光子晶體光纖,以豐富的光纖測試設備和完善的光纖傳感系統(tǒng)為平臺搭建和測試各種光子晶體光纖傳感器。首先研究了使用有效折射率法和有限元法對光子晶體光纖進行仿真的方法。然后使用有限元法分析設計了一種大模場單模傳輸摻鐿光子晶體光纖。通過調整包層中摻鍺棒的數(shù)值孔徑,可以有效地對纖芯中的高階模式進行抑制和濾除。然后介紹了幾種制備光子晶體光纖的方法,分析比較其優(yōu)缺點。重點研究堆疊-拉絲的工藝制備光子晶體光纖的技術。從材料的選取、清洗、制備、后處理到預制棒的堆疊、集束、成形,以及拉制光纖的過程都進行了具體的分析。詳細介紹了設計和制備的三種光子晶體光纖:纖芯微結構高雙折射光子晶體光纖、高非線性光子晶體光纖、大模場摻鐿空氣孔雙包層光子晶體光纖。提出了3種不同結構的多芯光子晶體光纖來搭建馬赫-曾德干涉儀（MZI）并用于光纖傳感。設計和制備了一種雙芯光纖,使用有限元法對其進行仿真計算,通過調整纖... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

(a)自然界中的光子晶體蛋白石；(b)蝴蝶翅膀光子晶體按照分類可以分為一維、二維和三維的結構

組制備的大模場面積全固光子帶隙光纖；(b) 1550 nm 激光射型光子晶體光纖，按照其用途可以分為：高非線模傳輸光子晶體光纖[13]、多芯光子晶體光纖、保偏增大光子晶體光纖的非線性系數(shù)，可以用于產(chǎn)生超子晶體光纖，可以通過選模技術來實現(xiàn)超大模場面線性頻率轉換等[32-41]，如圖 1.6 所示是本課題組制

1.7 本課題組制備的“一字型”保偏光子晶體光又可以結合起來形成更加復雜結構的光子纖，高雙折射大模場面積光子晶體光纖，全，這種結構的多樣性也拓展了其應用[47-51]的傳輸特性 的空氣孔包層相當于傳統(tǒng)光纖中的低折射利用空氣孔來調控包層的折射率會使得包層，這種特性使得光子晶體光纖有一個非常獨傳統(tǒng)的光纖，可以用V 值的大小來表征其越多，所以可以用V 值來判斷光纖是否是單2 22co clV n n

【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型高雙折射微結構纖芯光子晶體光纖的可調諧超連續(xù)譜的特性研究[J]. 熊夢杰,李進延,羅興,沈翔,彭景剛,李海清.  物理學報. 2017(09)
[2]空氣包層大模場面積摻鐿光子晶體光纖研究[J]. 陳瑰,蔣作文,彭景剛,李海清,戴能利,李進延.  物理學報. 2012(14)
[3]全固態(tài)帶隙結構光子晶體光纖中非線性過程的數(shù)值模擬[J]. 方曉惠,胡明列,劉博文,栗巖峰,柴路,王清月.  量子電子學報. 2008(06)

博士論文
[1]新型光纖傳感系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 王燕花.北京交通大學 2009



本文編號：2991197