本文關(guān)鍵詞：傾斜光纖光柵在各向異性介質(zhì)中的譜特性研究

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【摘要】：傾斜光纖光柵(TFBG)作為一種特殊的光纖光柵,在光纖傳感與光纖通信領(lǐng)域內(nèi)展現(xiàn)出了驚人的潛力與優(yōu)勢(shì)。本文從傾斜光纖光柵的光譜出發(fā),利用Matlab、OptiGrating、Rsoft軟件仿真了其在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)、不同環(huán)境介質(zhì)中的光譜變化,主要內(nèi)容如下:1.依次介紹了光纖光柵(FG)的發(fā)展情況、分類及應(yīng)用。介紹了TFBG的簡(jiǎn)介、研究現(xiàn)狀及應(yīng)用。2.利用耦合模理論和體電流法分別分析了TFBG的纖芯基模諧振峰以及包層模、輻射模諧振峰特性。推導(dǎo)出了纖芯基模的反射率、布拉格諧振波長(zhǎng)表達(dá)式以及包層模、輻射模的反射率表達(dá)式、諧振波長(zhǎng)表達(dá)式。3.分析并仿真了各向同性介質(zhì)中不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下TFBG的光譜特性。其中將不同結(jié)構(gòu)的TFBG劃分為二層結(jié)構(gòu)TFBG以及三層結(jié)構(gòu)TFBG兩大類,分別分析了傾角、包層厚度、纖芯折射率等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其光譜的影響。分析并仿真了各向同性環(huán)境介質(zhì)折射率變化對(duì)TFBG光譜的影響,發(fā)現(xiàn)三層結(jié)構(gòu)TFBG在被用于折射率傳感時(shí)精度最高可達(dá)10-5量級(jí)。4.分析并對(duì)各向異性介質(zhì)中光纖布拉格光柵(FBG)的反射譜特性進(jìn)行了仿真,發(fā)現(xiàn)各向異性介質(zhì)主軸折射率之比kcl對(duì)其光譜的影響具有一定的規(guī)律性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)kcl在1附近變化時(shí),布拉格光柵的反射譜將發(fā)生劇烈變化這一新特性。基于此特性設(shè)計(jì)了一種消光比可達(dá)42.32 dB的電光開關(guān)。分析并仿真了各向異性介質(zhì)中TFBG的光譜特性,發(fā)現(xiàn)當(dāng)kcl在1附近變化時(shí),傾斜光纖光柵的纖芯基模諧振峰以及高階輻射模諧振峰擁有完全相反的開關(guān)特性。最后,分析并仿真了kcl對(duì)TFBG各模式諧振波長(zhǎng)的影響以及傾角對(duì)TFBG各模式諧振波長(zhǎng)的影響。
【關(guān)鍵詞】：傾斜光纖光柵 布拉格光纖光柵 各向同性 各向異性 折射率傳感 光開關(guān)
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN253
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-23
• 1.1 引言8
• 1.2 光纖光柵概述8-17
• 1.2.1 光纖光柵的發(fā)展概況8-10
• 1.2.2 光纖光柵的分類10-15
• 1.2.3 光纖光柵的應(yīng)用15-17
• 1.3 傾斜光纖光柵概述17-21
• 1.3.1 傾斜光纖光柵的簡(jiǎn)介及分類17-18
• 1.3.2 傾斜光纖光柵的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.3 傾斜光纖光柵的應(yīng)用20-21
• 1.4 本文主要內(nèi)容21-23
• 第二章 TFBG理論分析23-34
• 2.1 TFBG的結(jié)構(gòu)分析23-25
• 2.2 TFBG的耦合模理論25-29
• 2.3 TFBG的體電流分析法29-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 TFBG在各向同性介質(zhì)中的譜特性34-54
• 3.1 傾角對(duì)二層結(jié)構(gòu)TFBG光譜的影響34-36
• 3.2 二層結(jié)構(gòu)TFBG在折射率各向同性介質(zhì)中的光譜分析36-38
• 3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)三層TFBG光譜的影響38-48
• 3.3.1 傾角對(duì)三層結(jié)構(gòu)TFBG光譜的影響38-43
• 3.3.2 包層厚度對(duì)三層結(jié)構(gòu)TFBG光譜的影響43-45
• 3.3.3 纖芯折射率、光柵長(zhǎng)度及周期對(duì)三層結(jié)構(gòu)TFBG光譜的影響45-48
• 3.4 三層結(jié)構(gòu)TFBG在折射率各向同性介質(zhì)中的光譜分析48-52
• 3.4.1 外界折射率對(duì)三層結(jié)構(gòu)TFBG光譜的影響48-49
• 3.4.2 基于TFBG高階包層模諧振峰深度變化的折射率傳感器設(shè)計(jì)49-52
• 3.5 本章小結(jié)52-54
• 第四章 TFBG在各向異性介質(zhì)中的譜特性54-71
• 4.1 FBG在向異性介質(zhì)中的光譜特性54-57
• 4.1.1 各向異性介質(zhì)中FBG的理論分析54-56
• 4.1.2 主軸折射率之比k_(cl)與FBG反射譜之間的關(guān)系56-57
• 4.2 基于包層各向異性FBG的光開關(guān)57-61
• 4.2.1 基于包層各向異性FBG電光開關(guān)的開關(guān)原理58
• 4.2.2 基于包層各向異性FBG電光開關(guān)的光譜仿真58-61
• 4.2.3 基于包層各向異性FBG電光開關(guān)的性能分析61
• 4.3 TFBG在各向異性介質(zhì)中的光譜特性61-68
• 4.3.1 各向異性介質(zhì)中TFBG光譜特性的理論分析61-63
• 4.3.2 主軸折射率之比k_(cl)對(duì)TFBG透射譜的影響63-65
• 4.3.3 主軸折射率之比k_(cl)=1 處TFBG纖芯基模和輻射模諧振峰的變化情況65-68
• 4.4 TFBG在各向異性介質(zhì)中的諧振波長(zhǎng)特性68-70
• 4.4.1 主軸折射率之比k_(cl)對(duì)TFBG諧振波長(zhǎng)的影響68
• 4.4.2 傾角ξ對(duì)各向異性介質(zhì)中TFBG諧振波長(zhǎng)的影響68-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 第五章 總結(jié)與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文76-77
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目77-78
• 致謝78

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