本文關(guān)鍵詞：基于白光干涉法的微納光纖消逝場耦合光力研究

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【摘要】：微納光纖作為一種新型的光學器件,具有尺寸小、重量輕,強消逝場強和彈性好等特點,已經(jīng)被廣泛運用于多種光學系統(tǒng)中。近幾年的研究發(fā)現(xiàn),除了作為光學系統(tǒng)的組成部分之外,微納光纖還可以用于一些基本物理問題的研究中,例如解決光動量理論中的Abraham-Minkowski矛盾和確定光力的形式等。因為微納光纖的納米位移測量是測量微弱力(如光力)的基礎(chǔ)。由于微納光纖在光力作用下產(chǎn)生的位移現(xiàn)今沒有得到精確測量,這阻礙了使用微納光纖進行基本物理問題研究的進一步深入,因此精確測量微納光纖在光力等為微弱力作用下的位移對于推動基本物理問題的研究具有重要的意義。本文首先研究了一種以白光干涉法為基礎(chǔ)的測量微納光纖納米位移的方法。實驗中,在白光光源的照射下,觀察到當微納光纖與玻璃襯底之間的間距小于白光光源的相干長度的時候,微納光纖上出現(xiàn)了周期性的彩色干涉條紋。微納光纖的位移會引起彩色干涉條紋的移動,兩者具有線性關(guān)系。在對其線性關(guān)系定標之后,能通過測量彩色條紋的移動測量出微納光纖的納米位移。并使用該方法測量微納光纖在泵浦光驅(qū)動下產(chǎn)生的位移。在三個傾斜角實驗的結(jié)果表明,本方法具有很好的線性度、靈敏度和精度,實驗中能達到很高的光機械效率。其后對實驗中的光驅(qū)動的機制進行研究,主要研究了光力效應(yīng)與熱效應(yīng)對實驗結(jié)果的影響。通過FDTD仿真出不同間距下光力的分布情況,再通過實驗結(jié)果估算出不同間距下光纖上外力的分布情況,通過對比,證明光驅(qū)動效應(yīng)存在著光力效應(yīng)。再通過測量微納光纖熱形變系數(shù)與分析微納光纖泵浦光下的溫度升高估算微納光纖熱效應(yīng)的影響,結(jié)果表明熱效應(yīng)在光驅(qū)動效應(yīng)中起到次要作用。通過對光驅(qū)動機制的研究,本研究能對光力領(lǐng)域與光動量領(lǐng)域的物理基礎(chǔ)問題的深入研究提供前提與鋪墊。該研究工作創(chuàng)新之處在于:1.在實驗上觀察到微納光纖消逝場與玻璃襯底相互耦合能產(chǎn)生光驅(qū)動效應(yīng)。2.提出了一種測量微納光纖在光力的驅(qū)動下產(chǎn)生的納米位移的方法,并研究了方法的靈敏度,精度,分辨率,穩(wěn)定度,重復性等性能。3.提出一種估算微納光纖消逝場耦合光力的方法。4.通過實驗與仿真證明了光力效應(yīng)的存在。
【關(guān)鍵詞】：微納光纖 光力 白光干涉 位移測量
【學位授予單位】：暨南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN253
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-21
• 1.1 課題研究目的及意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-20
• 1.3 本文主要內(nèi)容20-21
• 第2章 基于白光干涉法的光驅(qū)動微納光纖橫向納米位移測量方法21-52
• 2.1 微納光纖制備與封裝方法21-24
• 2.2 實驗裝置24-25
• 2.3 實驗原理25-30
• 2.4 實驗數(shù)據(jù)的處理方法30-33
• 2.5 間距變化與干涉條紋移動的線性關(guān)系定標33-40
• 2.6 光力驅(qū)動微納光纖位移測量結(jié)果40-49
• 2.7 位移測量方法的性能研究49-51
• 2.8 本章小結(jié)51-52
• 第3章 光驅(qū)動微納光纖機制研究52-73
• 3.1 微納光纖消逝場與玻璃襯底耦合光力估算52-57
• 3.2 光驅(qū)動微納光纖的光力效應(yīng)研究57-65
• 3.3 熱效應(yīng)的影響65-72
• 3.4 本章小結(jié)72-73
• 第4章 總結(jié)與展望73-76
• 4.1 總結(jié)73-74
• 4.2 展望74-76
• 參考文獻76-79
• 在校期間發(fā)表學術(shù)論文及科研成果清單79-80
• 致謝80

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本文編號：896902