隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,各大動力工廠及礦業(yè)部門肆意排放有毒害氣體,對人類生命安全造成嚴重的威脅。所以及時的對氣體排放進行有效監(jiān)控,對于一個國家的環(huán)境、經(jīng)濟、安全都有著極其重要的作用。傳統(tǒng)電化學類氣體傳感器存在靈敏度低、損耗大、安全性低等缺點。相比之下,基于光子晶體光纖的氣體傳感器具有高靈敏度、低損耗、結(jié)構(gòu)多變、易構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)勢。另外,利用多孔結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖作為傳感器的氣室可以方便地為氣體檢測提供理想場所,這有效的克服了傳統(tǒng)光纖傳感器靈敏度低、易折損等缺點。這些因素,推動著光子晶體光纖應用的研究,使其逐漸成為了光纖光學領(lǐng)域的重要研究課題。目前已經(jīng)有了很多類型的光子晶體光纖結(jié)構(gòu)的氣體傳感器,但是其傳感性能還有較大的提升空間。為了進一步提高光子晶體光纖（Photonic Crystal Fiber,簡稱PCF）氣體傳感器的傳感性能,本文設(shè)計了一款基于六邊形孔PCF結(jié)構(gòu)的氣體傳感器,對該結(jié)構(gòu)的傳感性能做了詳細研究,并與基于圓孔結(jié)構(gòu)的PCF氣體傳感器做了對比分析。主要研究內(nèi)容包括如下幾個方面:1.簡單介紹了本課題的研究意義和價值,及PCF在氣體傳感器應用方向上的發(fā)展現(xiàn)狀。2.介紹了光子晶體（... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 論文研究的目的和意義
    1.2 光子晶體光纖結(jié)構(gòu)研究進展
    1.3 光子晶體光纖氣體傳感器的研究意義
    1.4 論文主要工作內(nèi)容
第二章 光子晶體光纖的理論分析
    2.1 光子晶體的基本概念
    2.2 光子晶體光纖的基本概念
        2.2.1 光子晶體光纖導光原理及分類
        2.2.2 光子晶體光纖的特性
    2.3 光子晶體光纖的數(shù)值分析方法
        2.3.1 有效折射率法
        2.3.2 平面波展開法
        2.3.3 多極法
        2.3.4 時域有限差分法
        2.3.5 有限元法
    2.4 氣體傳感器的基本理論
        2.4.1 傳統(tǒng)光纖氣體傳感器
        2.4.2 新型光子晶體光纖氣體傳感器
    2.5 本章小結(jié)
第三章 六邊形空氣孔PCF的傳感性能研究
    3.1 幾何模型設(shè)計
    3.2 數(shù)值模擬的實現(xiàn)過程
        3.2.1 光子晶體光纖設(shè)計的邊界條件
        3.2.2 光子晶體光纖設(shè)計的計算軟件
    3.3 氣體傳感的理論基礎(chǔ)
    3.4 光子晶體光纖特性分析
        3.4.1 基模的模場分布
        3.4.2 基模的有效折射率計算
    3.5 光子晶體光纖的相對靈敏度的數(shù)值計算
        3.5.1 圓孔結(jié)構(gòu)和六邊形孔結(jié)構(gòu)的相對靈敏度的對比
        3.5.2 包層參數(shù)對相對靈敏度的影響
        3.5.3 纖芯參數(shù)對相對靈敏度的影響
    3.6 光子晶體光纖的限制損耗的數(shù)值計算
        3.6.1 圓孔結(jié)構(gòu)和六邊形孔結(jié)構(gòu)的限制損耗的對比
        3.6.2 包層參數(shù)對PCF的限制損耗的影響
        3.6.3 纖芯參數(shù)對PCF的限制損耗的影響
    3.7 優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)
    3.8 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)和展望
    4.1 論文的主要工作
    4.2 對今后工作的展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]光纖氣體傳感網(wǎng)絡(luò)的研究進展[J]. 余貺琭,吳重慶,郭旋,王智,王擁軍.  半導體光電. 2010(01)
[3]基于二維光子晶體的偏振器研究[J]. 張春梅,劉福平.  北京印刷學院學報. 2007(02)
[4]含正負材料的一維光子晶體的光學特性研究[J]. 齊俊璇,文雙春.  激光技術(shù). 2006(05)
[5]一維光子晶體全角度反射鏡[J]. 謝東華,何曉東,于海霞,佟傳平,馮金順.  激光與光電子學進展. 2005(12)
[6]全反射鏡在光纖中的應用[J]. 鄒建華,毛宇.  現(xiàn)代有線傳輸. 2002(03)
[7]無序光學介質(zhì)中的光子局域化[J]. 劉曉東,侯藍田.  材料導報. 2001(11)



本文編號：3332313