本文關(guān)鍵詞：基于多模干涉耦合器的光纖傳感器與少模光纖激光器的研究　出處：《北京交通大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：以光纖多模干涉耦合器為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的光纖傳感器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔緊湊、成本低廉、傳感性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)在智能化、自動(dòng)化及物聯(lián)網(wǎng)中具有重要意義,并在近年來得到廣泛研究。此外光纖研制技術(shù)的快速發(fā)展促使少模光纖的研制工藝日漸成熟,同時(shí)基于模式干涉效應(yīng)設(shè)計(jì)的新型梳狀濾波器被應(yīng)用在光纖激光器中,在多波長、可調(diào)諧光纖激光器中具有不可忽視的潛在價(jià)值。本文在國家自然科學(xué)基金、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目的支持下,主要的創(chuàng)新性成果如下:1.建立單模光纖級(jí)聯(lián)偏芯熔接濾波結(jié)構(gòu)與無芯-單模偏芯熔接結(jié)構(gòu)的標(biāo)量仿真模型,分析并優(yōu)化了少模/雙模光纖偏芯耦合結(jié)構(gòu)的濾波特性,室溫下實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的單波長、雙波長與三波長的激光激射。結(jié)合偏芯光纖熔接結(jié)構(gòu)提出并優(yōu)化了增益與濾波同時(shí)進(jìn)行的摻鉺少模光纖梳狀濾波器,在室溫下采用單向泵浦結(jié)構(gòu)、雙向泵浦結(jié)構(gòu)與非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)抑制模式競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)研究了不同的多波長激射特性。2.提出并實(shí)現(xiàn)了基于節(jié)點(diǎn)熔融型單模-空芯光纖-單模濾波結(jié)構(gòu)的單波長光纖激光傳感系統(tǒng),同時(shí)建立了單模-無芯-空芯緩變耦合結(jié)構(gòu)的傳輸矩陣仿真模型,優(yōu)化了濾波器共振波長與環(huán)境折射率的響應(yīng)特性,獲得的最大線性折射率敏感度約為316.2 nm/RIU,進(jìn)而在試驗(yàn)中建立基于該濾波器的光纖環(huán)型腔激光器,改善了共振波長3 dB帶寬較大帶來的測(cè)試反應(yīng)速度較慢的問題,分析并研究了激射波長與外界環(huán)境折射率的關(guān)系。3.提出并優(yōu)化了基于無芯-多層光纖-無芯光纖結(jié)構(gòu)的高靈敏度曲率傳感結(jié)構(gòu),提高了共振波長隨曲率的依賴特性,試驗(yàn)中在0.3 m-1到2.14 m-1的范圍內(nèi)獲得了-39.02 nm/m-1的線性曲率敏感度,且局部靈敏度高達(dá)-43 nm/m-1。4.采用單模光纖氫氣火焰拉錐的方優(yōu)化了采用光纖熔接機(jī)制作Taper脆弱與控制參數(shù)難以把握的問題,提出了基于級(jí)聯(lián)雙緩變彎曲長錐結(jié)構(gòu)的單模光纖雙長錐梳狀濾波器,并結(jié)合1550 nm波長不同彎曲狀態(tài)下長錐結(jié)構(gòu)輸出光斑的測(cè)量結(jié)果對(duì)彎曲緩變耦合結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析,優(yōu)化后該濾波器具有良好的穩(wěn)定性,并在室溫下實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的雙波長與三波長的激光激射。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212;TN248
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本文編號(hào)：1328527