相較于傳統(tǒng)光纖,微結(jié)構(gòu)光纖的包層中含有按一定規(guī)律排列的空氣孔,從而具有極其靈活可調(diào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。研究人員可以根據(jù)不同的需求,改變包層中空氣孔的排列方式和空氣孔的大小,在空氣孔中填充不同的光學(xué)功能材料等方式來設(shè)計(jì)并制備出具有所需特性的微結(jié)構(gòu)光纖。也正是這些優(yōu)點(diǎn),從20世紀(jì)90年代微結(jié)構(gòu)光纖被提出以來,國(guó)內(nèi)外大批學(xué)者對(duì)其產(chǎn)生了濃厚的興趣,使得微結(jié)構(gòu)光纖的設(shè)計(jì)、模擬和制作工藝等方面得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,同時(shí)也為基于微結(jié)構(gòu)光纖的微納光子器件的研制提供了許多可行的思路。本文中選擇金屬填充微結(jié)構(gòu)光纖為研究對(duì)象,提出了兩種金覆膜微結(jié)構(gòu)光纖并對(duì)其偏振濾波特性和傳感特性進(jìn)行了數(shù)值分析;利用課題組制備的銀線微結(jié)構(gòu)光纖進(jìn)行液晶填充,實(shí)驗(yàn)測(cè)試并分析了其溫度傳感特性。主要內(nèi)容如下:首先,提出了一種基于金覆膜大孔調(diào)制微結(jié)構(gòu)光纖。通過移除一部分空氣孔,在緊鄰纖芯的區(qū)域引入了一個(gè)具有較大尺寸的空氣孔,破壞了包層氣孔排列的對(duì)稱性,使微結(jié)構(gòu)光纖產(chǎn)生明顯的偏振特性,在x偏振和y偏振方向具有不同波長(zhǎng)和強(qiáng)度的損耗峰值。結(jié)合表面等離子體共振原理,在大空氣孔的內(nèi)表面鍍上金納米薄膜,使得光在傳輸時(shí)纖芯模與表面等離子體模發(fā)生共振,某一偏振方... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同類型的微結(jié)構(gòu)光纖（a）折射率導(dǎo)光型（b）帶隙引導(dǎo)型

樣變初步確定了光纖的整體結(jié)構(gòu)，之后可以通過不斷地修改光纖參數(shù)來對(duì)光纖進(jìn)行調(diào)制，最終實(shí)現(xiàn)偏振濾波。所設(shè)計(jì)出來的基于金覆膜大孔調(diào)制型微結(jié)構(gòu)光纖的截面圖如圖2-1所示，通過在四層的六邊形排列結(jié)構(gòu)中移除一部分空氣孔，并用一個(gè)更大的空氣孔代替。其中較大的空氣孔的直徑用 1表示，較小的空氣孔直徑為 2，相鄰兩個(gè)小空氣孔的間距用Λ來表示，選擇在較大的空氣孔上鍍上一層金屬膜，如圖2-1中的黃色區(qū)域，其厚度用t來表示。圖2-1基于金覆膜大孔調(diào)制型微結(jié)構(gòu)光纖端面示意圖在微結(jié)構(gòu)光纖的外部添加完美匹配層（PML）和散射邊界條件（SBC），完美匹配層可以吸收不同角度下入射光的輻射并阻止能量反射，散射邊界條件可以進(jìn)一步地阻止能量反射。光纖的基底材料選擇石英玻璃

金納米薄膜的厚度t=25nm。計(jì)算結(jié)果如圖2-3所示，圖中黑色和紅色的虛線分別代表x偏振模式和y偏振模式隨波長(zhǎng)變化的損耗�？梢钥吹�，在所設(shè)定的參數(shù)下，微結(jié)構(gòu)光纖的損耗在1550nm處達(dá)到最大值，說明微結(jié)構(gòu)光纖的纖芯模式中的y偏振模式和缺陷模式在第三通信窗口附近發(fā)生了表面等離子體共振效應(yīng)且在1550nm處達(dá)到了最強(qiáng)，由此導(dǎo)致纖芯中的能量很大一部分轉(zhuǎn)移到了金屬中，使得y偏振模式在1550nm處產(chǎn)生了- 17 -


本文編號(hào)：3017781