全固光子帶隙光纖長周期光柵的理論與實驗研究.pdf

1、光子晶體光纖是一種新型低損耗的光波導，由于其特殊的傳導機制和可靈活設計的幾何結(jié)構(gòu)，近年來受到了廣泛的關注，特別是基于光子晶體光纖的傳感技術成為近幾年來的研究熱點。而光子晶體光纖中的全固光子帶隙光纖由于更易于拉制和與單模光纖熔接，獲得了很多研究人員的注意。在全固光子帶隙光纖中寫制長周期光柵將具有新穎的光譜特性和應用前景。
　　 本文介紹了光子晶體光纖和長周期光纖光柵的發(fā)展及應用；理論上分析了全固光子帶隙光纖的模式特性和基于全固光子

2、帶隙光纖的長周期光纖光柵耦合特性；實驗上成功寫制了全固光子帶隙光纖長周期光柵，并對它們的光譜特性、耦合機理及傳感特性進行了分析和研究；最后利用長周期光柵實現(xiàn)了新型的模間干涉儀。完成的主要研究工作和創(chuàng)新點如下：⑴利用計算機控制的高頻CO2激光脈沖在全固光子帶隙光纖中成功寫制出長周期光纖光柵，實現(xiàn)了基模向纖芯LP11模式耦合的諧振峰。實驗研究了這種光柵的傳感特性，包括對環(huán)境溫度，外界折射率、彎曲和軸向拉力的響應，實驗上證明這種諧振峰對于溫度

3、變化和外界折射率變化不敏感。⑵利用高頻CO2激光脈沖在全固光子帶隙光纖上寫制出長周期光柵，形成多個諧振峰，通過深入研究，發(fā)現(xiàn)這些諧振峰來源于基模向LP11纖芯模式及基模向LP11超?；蛘週P01超模的耦合。研究了各個諧振峰的傳感特性，各個峰對溫度和軸向應力(或曲率半徑)具有不同的響應，基于該特性可以實現(xiàn)單個光柵的雙及多參數(shù)傳感。根據(jù)傳感特性我們分析了光柵的耦合機理。⑶提出一種全固光子帶隙光纖長周期光柵輔助的模間干涉儀。該干涉儀具有插入損