本文關鍵詞：周期性結構波導特性的模擬和實驗研究

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【摘要】：隨著科技的不斷發(fā)展,光成型技術、激光加工、光學檢測、光纖傳感器等光學技術在機械領域中的應用越來越為廣泛。另一方面,隨著微結構加工技術的不斷成熟,周期性結構的制備工藝也迅速發(fā)展。近年來,周期性結構的光學特性引起了人們的極大興趣。理論和實驗證明,如果結構功能材料中的介電常數在光波長尺度上呈現周期性變化,光子與周期結構的相互作用會使該材料具有類似半導體中電子禁帶的能帶結構——光子帶隙。光子帶隙的發(fā)現使人們對周期性結構波導有了更深刻的認識,對基礎研究和實際應用都具有重大意義。本論文主要從以下幾方面研究了幾種不同的周期性結構波導。首先,論文研究了典型的周期性結構波導——光纖布拉格光柵,基于耦合模理論,對影響光纖光柵的反射譜的參數——如調制深度、切趾函數和相移,做了詳細的分析。在此基礎上,將對光纖光柵的研究擴展到折射率在光纖軸向上漸變的情況,研究了光纖熔接點光柵的特性�；诠饫w熔接點光柵透射譜的性質,我們提出了一種獲得光纖熔接點參量的方法,并根據制作的光纖熔接點光柵,得到了該光柵的軸向折射率分布neff(z)、折射率調制分布δn0(z)、隨機相移大小△φ和熔接區(qū)域長度L0等參量,驗證了該方法的可行性和有效性。其次,論文研究了多模光纖光柵,分析了不同折射率調制分布條件下多模光纖中各個模式之間耦合系數的影響和不同折射率調制分布條件下的多模光纖光柵的反射譜和透射譜的特性。在此基礎上,設計并制作了一種單模-多模光柵-單模結構。研究表明,單模-多模光柵-單模結構的透射譜和反射譜是干涉效應和光柵效應共同作用的結果,并且具有非對稱性。反射譜的形狀與多模光柵的反射譜較為接近,與光柵的長度LFBG和多模光纖距離單模光纖的長度L0相關,而與多模光纖的長度LMMF無關;透射譜的形狀與光柵的長度LFBG和多模光纖的長度LMMF相關,與多模光柵的位置無關。盡管具有非對稱性,但是反射譜和透射譜幾乎具有相同的溫度靈敏度。在制作單模-多模光柵-單模結構的過程中,紫外光曝光會使單模-多模-單模結構的透射譜發(fā)生漂移,分析了該現象的原因并提出了一種調節(jié)SMS結構透射譜的方案。最后,論文還研究了典型的二維周期性結構波導——光子晶體和聲子晶體。對平面波展開法中的結構函數做了詳細分析,根據結構函數只與幾何形狀有關,改進了平面波展開法中生成結構函數的方法,極大的提高了運算效率,使沒有函數解析式的幾何形狀的結構函數的數值計算成為可能�；谶@種高效率的仿真算法,設計了兩種低對稱性的二維周期性結構波導——扇形結構光子/聲子晶體和“L”形結構光子/聲子晶體,對其性能進行了仿真分析。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN25

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9 程偉,諸德超,王大鈞;梁波傳播的固有特性[J];力學學報;1997年02期

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1 劉聰;徐曉東;劉曉峻;;一維固-流周期性結構中的聲裂隙[A];中國聲學學會第十屆青年學術會議論文集[C];2013年

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