基于空芯光子晶體光纖(Hollow Core Photonic Crystal Fiber,HC-PCF)的全光纖光譜吸收氣體傳感器,具有體積小、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),近年來受到學(xué)者的青睞。然而,該類氣體傳感器通常采用單模光纖與HC-PCF進(jìn)行耦合,存在耦合距離短和效率低等問題。本文將超小自聚焦(Gradient-index,GRIN)光纖探頭與HC-PCF進(jìn)行耦合,利用GRIN光纖探頭良好的聚焦特性,以獲得更遠(yuǎn)的工作距離和更高的耦合效率。完成的主要工作或創(chuàng)新點(diǎn)如下:1、在論述小型化光學(xué)探頭和光纖氣體傳感器發(fā)展動態(tài)的基礎(chǔ)上,提出利用超小GRIN光纖探頭替代傳統(tǒng)單模光纖,與HC-PCF耦合研究新型光纖氣體傳感器的思想,以提高光譜吸收型氣體傳感測量系統(tǒng)的工作性能。2、基于超小GRIN光纖探頭的光學(xué)特性,研究其結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計方法,利用高級編程語言C#開發(fā)GRIN光纖探頭的設(shè)計與性能分析軟件,通過分析不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對GRIN光纖探頭的光學(xué)性能參數(shù)的影響,設(shè)計具有優(yōu)越聚焦性能的GRIN光纖探頭的結(jié)構(gòu)參數(shù),為其樣品制作和檢測提供參數(shù)依據(jù)。3、建立超小GRIN光纖探頭與HC-PCF的耦合模...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)
        1.2.1 小型化光學(xué)探頭研究現(xiàn)狀分析
        1.2.2 光纖氣體傳感器研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容
第二章 超小GRIN光纖探頭的設(shè)計與制作
    2.1 GRIN光纖透鏡
    2.2 超小GRIN光纖探頭的光學(xué)模型
    2.3 超小GRIN光纖探頭的設(shè)計軟件
        2.3.1 參數(shù)分析模塊
        2.3.2 探頭設(shè)計模塊
        2.3.3 探頭設(shè)計案例分析
    2.4 超小GRIN光纖探頭的制作與檢測
    2.5 本章小結(jié)
第三章 超小GRIN光纖探頭與HC-PCF的耦合方法
    3.1 耦合模型及效率解析
    3.2 耦合效率測量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    3.3 測試結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 耦合模型在氣體傳感器中的應(yīng)用方法
    4.1 吸收光譜氣體檢測技術(shù)
        4.1.1 氣體分子吸收理論
        4.1.2 朗伯-比爾定律
        4.1.3 空芯光子晶體光纖氣體傳感理論
        4.1.4 氣體傳感器模型
    4.2 氣體傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        4.2.1 光源
        4.2.2 空芯光子晶體光纖氣室
        4.2.3 光譜分析儀
    4.3 氣體傳感器方案初步驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
第五章 工作總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文
作者在攻讀碩士學(xué)位期間所做的項目
致謝



本文編號：3829162