本文關(guān)鍵詞：功能材料填充微結(jié)構(gòu)光纖光子器件的研究　出處：《燕山大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：基于功能材料填充的微結(jié)構(gòu)光纖結(jié)合了填充材料的物理性能與光纖的微納結(jié)構(gòu),具有設(shè)計(jì)靈活、外場調(diào)諧、易于集成和全光纖化等優(yōu)點(diǎn),為新型光纖光子器件的發(fā)展提供了重要的平臺(tái)。本文從液晶、磁流體、金、鋁等功能材料的折射率特性出發(fā),合理設(shè)計(jì)光纖氣孔結(jié)構(gòu)及填充位置,研究了功能材料填充微結(jié)構(gòu)光纖的模式耦合規(guī)律,并對光子器件性能進(jìn)行了表征。首先,在石英基微結(jié)構(gòu)光纖包層的一個(gè)空氣孔中設(shè)計(jì)填充了外場調(diào)諧的折射率材料,研究了外場對纖芯模與缺陷模耦合的影響。結(jié)果表明,當(dāng)功能材料填充空氣孔臨近纖芯時(shí),纖芯模與缺陷模表現(xiàn)為完全耦合。耦合強(qiáng)度較高,而限制損耗譜銳度較低。當(dāng)功能材料填充空氣孔與纖芯較遠(yuǎn)時(shí),纖芯模與缺陷模表現(xiàn)為非完全耦合。耦合強(qiáng)度較低,但限制損耗譜銳度較高。通過外場改變填充材料折射率,可以調(diào)節(jié)纖芯模與缺陷模間的耦合,從而可以實(shí)現(xiàn)光纖傳感。其次,在雙芯石英基微結(jié)構(gòu)光纖中兩個(gè)纖芯中間的一個(gè)空氣孔設(shè)計(jì)填充了向列相液晶,研究了液晶的電場、溫度等折射率調(diào)控性能對其偏振分束特性的影響。高折射率液晶只在兩個(gè)纖芯中間的一個(gè)空氣孔中填充,保證了光傳導(dǎo)模式仍然為折射率引導(dǎo)型,并獲得了寬帶寬的偏振分束器。容差特性分析表明設(shè)計(jì)的偏振分束器在1%的制作誤差范圍內(nèi)具有較好的偏振分束特性。然后,在單芯、雙芯、三芯微結(jié)構(gòu)光纖中設(shè)計(jì)填充了金金屬材料,研究了表面等離子體共振效應(yīng)對其偏振濾波、分束特性的影響。利用纖芯模與表面等離子體模間的級(jí)聯(lián)共振效應(yīng),獲得了超寬帶寬的單芯微結(jié)構(gòu)光纖偏振濾波器。利用表面等離子體共振效應(yīng)對雙芯、三芯微結(jié)構(gòu)光纖纖芯超模的折射率調(diào)控性能,獲得了具有高消光比、寬帶寬、低插入損耗、短耦合長度等優(yōu)異性能的偏振分束器。最后,在微結(jié)構(gòu)光纖中設(shè)計(jì)填充了擁有低熔點(diǎn)的鋁金屬材料,研究了表面等離子體共振效應(yīng)對其偏振濾波、傳感特性的影響。利用相互正交偏振方向上具有顯著差異的纖芯模與表面等離子體模耦合特性,獲得了超短光纖長度和超寬帶寬的偏振濾波器。利用分析物折射率對纖芯模與表面等離子體模耦合強(qiáng)度的調(diào)控性能,獲得了高靈敏度和寬測量范圍的的強(qiáng)度型折射率傳感器。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN253;TB34

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2 胡明列,王清月,栗巖鋒,王專,倪曉昌,柴路,張志剛,章若冰,侯藍(lán)田,李曙光,周桂耀;非均勻微結(jié)構(gòu)光纖中超連續(xù)光的產(chǎn)生和傳輸[J];中國激光;2004年05期

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6 劉艷云;侯藍(lán)田;李秋菊;韓穎;劉兆倫;郭巍;;相干背散射法測量微結(jié)構(gòu)光纖中的光子局域化[J];中國激光;2006年03期

7 劉兆倫;劉曉東;倪正華;李曙光;周桂耀;侯藍(lán)田;;高非線性色散平坦微結(jié)構(gòu)光纖的研究[J];激光雜志;2006年02期

8 宋學(xué)鵬;楊廣強(qiáng);張霞;黃永清;陳雪;任曉敏;;高非線性微結(jié)構(gòu)光纖環(huán)鏡開關(guān)效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究[J];半導(dǎo)體光電;2006年02期

9 衛(wèi)艷芬;張霞;徐永釗;黃永清;任曉敏;;基于高非線性微結(jié)構(gòu)光纖的全光再生研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2007年03期

10 徐永釗;張霞;王子南;衛(wèi)艷芬;黃永清;陳雪;任曉敏;;高非線性微結(jié)構(gòu)光纖中2R光再生的實(shí)驗(yàn)研究[J];光電子.激光;2007年10期

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2 蔣作文;李進(jìn)延;李詩愈;陳偉;李海清;;微結(jié)構(gòu)光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備技術(shù)的研究[A];全國第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

3 耿慧;熊飛;劉洋;胡威;;微結(jié)構(gòu)光纖的色散特性及其最新進(jìn)展[A];2012電力行業(yè)信息化年會(huì)優(yōu)秀論文專輯[C];2012年

4 王麗莉;;微結(jié)構(gòu)聚合物光纖規(guī)�；圃炫c應(yīng)用技術(shù)最新研究進(jìn)展[A];全國第15次光纖通信暨第16屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

5 羅文勇;李詩愈;陳偉;殷江明;莫琦;胡福明;;FTTH用微結(jié)構(gòu)光纖的精確研制與性能研究[A];第九屆中國通信學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

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7 王偉;色散平坦微結(jié)構(gòu)光纖理論設(shè)計(jì)及四波混頻特性的研究[D];燕山大學(xué);2010年

8 宋學(xué)鵬;微結(jié)構(gòu)光纖非線性特性的理論及其實(shí)驗(yàn)研究[D];北京郵電大學(xué);2006年

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7 鄭龍;新型微結(jié)構(gòu)光纖設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

8 劉艷云;微結(jié)構(gòu)光纖的參數(shù)測試與研究[D];燕山大學(xué);2006年

9 郭巍;關(guān)于微結(jié)構(gòu)光纖制備的研究[D];燕山大學(xué);2006年

10 王超;微結(jié)構(gòu)光纖激光器件的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];南開大學(xué);2005年

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本文編號(hào)：1312370