基于側(cè)拋光纖的流體控制系統(tǒng)模式特征及傳感特性研究
發(fā)布時間:2021-08-12 17:13
微結(jié)構(gòu)光纖(Microstructured optical fibers,MOF)具有獨(dú)特的包層結(jié)構(gòu),能夠通過材料集成實(shí)現(xiàn)光與物質(zhì)的相互作用。然而傳統(tǒng)材料集成技術(shù)的弊端在于無法在光信號實(shí)時監(jiān)測過程中對填充材料進(jìn)行混合、替換等操作。而光纖流體控制技術(shù)的出現(xiàn),打破了這一局限,實(shí)現(xiàn)在光信號監(jiān)測過程中對流體材料進(jìn)行折射率、濃度等相關(guān)特性進(jìn)行檢測。因此,研究結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、設(shè)計(jì)靈活、集成度高的流體控制技術(shù),具有重要的學(xué)術(shù)意義。本文基于對流體系統(tǒng)理論模型的模式分析,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于側(cè)拋光纖的流體控制系統(tǒng)。在理論部分進(jìn)行了基于雙折射特性和諧振特性的模式特征分析,明晰了模式之間的作用過程,奠定了系統(tǒng)搭建的理論基礎(chǔ);然后通過制備側(cè)拋光纖、解決熔接對準(zhǔn)及參數(shù)問題,實(shí)現(xiàn)了填充快、集成度高的流體傳感系統(tǒng);最后對流體系統(tǒng)進(jìn)行材料集成,研究了其傳感特性。主要研究內(nèi)容如下:1.通過對側(cè)拋光纖拋磨方案的設(shè)計(jì),提出了三種典型拋磨形狀及相應(yīng)的流體控制系統(tǒng)理論模型。針對不同的拋磨形狀和深度的模型進(jìn)行了基于雙折射特性的模式特征分析,利用能產(chǎn)生高雙折射的兩種方案實(shí)現(xiàn)了Sagnac干涉儀對折射率的傳感,分別得到了3659.54 n...
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
常見全內(nèi)反射
四種典
重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章微結(jié)構(gòu)光纖傳導(dǎo)理論及其特性研究16言,對其傳輸特性進(jìn)行分析時,可以看作在光子晶體中引入了缺陷,故而可借助光子能帶和帶隙理論對其進(jìn)行分析。由于光的傳播常數(shù)、角頻率和Bloch波矢之間存在著色散關(guān)系,所構(gòu)成的能帶圖可以用于分析具有特定傳播常數(shù)和角頻率的入射光能否在光子晶體的缺陷中傳輸。實(shí)際上,如果缺陷中的光波在傳輸過程中與光子晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)固有的Bloch波模式間發(fā)生耦合,則光波不能被約束在缺陷中;反之,可以認(rèn)為傳輸光處于光子帶隙范圍內(nèi),因而能被約束在纖芯中傳輸。在一般的研究中,研究人員通常用頻率或者是態(tài)密度圖來表示能帶圖[67]。折射率PBG反射需周期性結(jié)構(gòu)圖2.2PBG-PCF的端面及導(dǎo)光原理圖圖2.3英國巴斯大學(xué)所計(jì)算出的光子帶隙光纖高階模式能帶圖[68]能帶圖本身描述的是具有無限周期結(jié)構(gòu)的光子晶體能帶,而在對有限包層結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)光纖進(jìn)行研究時,利用包層模式的色散曲線,可以形成一個能帶范圍,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]A temperature-insensitive polarization filter and a neotype sensor based on a hybrid-circular-hole microstructured optical fiber[J]. 郭俊啟,周敏,路永樂,邸克,韓軍健,唐川,徐小虎,劉宇. Optoelectronics Letters. 2018(04)
[2]Optical interaction between one-dimensional fiber photonic crystal microcavity and gold nanorod[J]. 于洋,肖廷輝,李志遠(yuǎn). Chinese Physics B. 2018(01)
[3]分立式與分布式光纖傳感關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉鐵根,于哲,江俊峰,劉琨,張學(xué)智,丁振揚(yáng),王雙,胡浩豐,韓群,張紅霞,李志宏. 物理學(xué)報. 2017(07)
[4]空心布拉格光纖及其在傳感應(yīng)用中的研究進(jìn)展[J]. 尚亮,楚洪玲,王園,石學(xué)新,劉玲玲,周云咨. 量子電子學(xué)報. 2017(02)
[5]Refractive index insensitive temperature sensor based on waist-enlarged few mode fiber bitapers[J]. 劉強(qiáng),王思文,付興虎,付廣偉,金娃,畢衛(wèi)紅. Optoelectronics Letters. 2017(01)
[6]選擇性填充光子晶體光纖的高靈敏溫度傳感[J]. 尤承杰,施偉華. 光通信研究. 2016(01)
本文編號:3338734
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
常見全內(nèi)反射
四種典
重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章微結(jié)構(gòu)光纖傳導(dǎo)理論及其特性研究16言,對其傳輸特性進(jìn)行分析時,可以看作在光子晶體中引入了缺陷,故而可借助光子能帶和帶隙理論對其進(jìn)行分析。由于光的傳播常數(shù)、角頻率和Bloch波矢之間存在著色散關(guān)系,所構(gòu)成的能帶圖可以用于分析具有特定傳播常數(shù)和角頻率的入射光能否在光子晶體的缺陷中傳輸。實(shí)際上,如果缺陷中的光波在傳輸過程中與光子晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)固有的Bloch波模式間發(fā)生耦合,則光波不能被約束在缺陷中;反之,可以認(rèn)為傳輸光處于光子帶隙范圍內(nèi),因而能被約束在纖芯中傳輸。在一般的研究中,研究人員通常用頻率或者是態(tài)密度圖來表示能帶圖[67]。折射率PBG反射需周期性結(jié)構(gòu)圖2.2PBG-PCF的端面及導(dǎo)光原理圖圖2.3英國巴斯大學(xué)所計(jì)算出的光子帶隙光纖高階模式能帶圖[68]能帶圖本身描述的是具有無限周期結(jié)構(gòu)的光子晶體能帶,而在對有限包層結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)光纖進(jìn)行研究時,利用包層模式的色散曲線,可以形成一個能帶范圍,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]A temperature-insensitive polarization filter and a neotype sensor based on a hybrid-circular-hole microstructured optical fiber[J]. 郭俊啟,周敏,路永樂,邸克,韓軍健,唐川,徐小虎,劉宇. Optoelectronics Letters. 2018(04)
[2]Optical interaction between one-dimensional fiber photonic crystal microcavity and gold nanorod[J]. 于洋,肖廷輝,李志遠(yuǎn). Chinese Physics B. 2018(01)
[3]分立式與分布式光纖傳感關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉鐵根,于哲,江俊峰,劉琨,張學(xué)智,丁振揚(yáng),王雙,胡浩豐,韓群,張紅霞,李志宏. 物理學(xué)報. 2017(07)
[4]空心布拉格光纖及其在傳感應(yīng)用中的研究進(jìn)展[J]. 尚亮,楚洪玲,王園,石學(xué)新,劉玲玲,周云咨. 量子電子學(xué)報. 2017(02)
[5]Refractive index insensitive temperature sensor based on waist-enlarged few mode fiber bitapers[J]. 劉強(qiáng),王思文,付興虎,付廣偉,金娃,畢衛(wèi)紅. Optoelectronics Letters. 2017(01)
[6]選擇性填充光子晶體光纖的高靈敏溫度傳感[J]. 尤承杰,施偉華. 光通信研究. 2016(01)
本文編號:3338734
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