长周期少模光纤光栅的设计与制备

论文摘要

长周期光纤光栅作为关键光学器件在传感和通信方面都有着广泛应用,其光栅周期一般在几百微米的量级,随着科技的发展,光纤光栅的种类不断增加,相应的制备技术也不断革新。基于不同类型的少模光纤,本论文从理论仿真和实验制备两个方面,探索长周期光纤光栅的结构参数对其模式耦合特性的影响。在深入研究特种少模光纤的导光机理、模式耦合理论、激光与透明介质的相互作用过程的基础上,在空芯少模光纤的传输特性、长周期少模光纤光栅的耦合特性以及飞秒激光刻写长周期少模光纤光栅等方面取得研究成果。论文主要研究内容包括:（1）总结和介绍了光纤光栅的种类和各种制备方案,并且介绍了其国内外的研究现状,根据应用场景分析了各种制备方案的优缺点。（2）介绍了空芯光纤的特点以及导光机制。利用COMSOL仿真平台研究了空芯少模光纤的传输特性,包括电场分布、模场直径、有效折射率、截止波长和色散,发现将空芯光纤和光纤光栅结合,在传感领域有潜在应用前景。（3）从光纤耦合模理论出发,对基于两模光纤的长周期光纤光栅进行理论建模,分析光栅的结构参数对模式耦合特性的影响,随着光栅长度和折射率调制强度增大,耦合谐振峰先增强再削弱,削弱的同时谐振峰的旁瓣会增强;随着光栅周期的增大,耦合谐振峰的中心波长会发生红移。利用飞秒激光加工平台完成长周期少模光纤光栅的制备,耦合谐振峰达-13.765dB。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究进展
•   1.3 研究内容及论文框架
• 2 空芯少模光纤
•   2.1 定义
•   2.2 分类
•   2.3 理论建模
•   2.4 数值仿真
•   2.5 本章小结
• 3 长周期少模光纤光栅
•   3.1 耦合模理论
•   3.2 仿真设计
•   3.3 本章小结
• 4 长周期少模光纤光栅的制备
•   4.1 制备原理
•   4.2 制备平台
•   4.3 制备过程
•   4.4 实验结果与分析
•   4.5 本章小结
• 5 总结与展望
•   5.1 总结
•   5.2 展望
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨烨

导师: 付松年

关键词: 长周期光纤光栅,空芯光纤,飞秒激光,传输特性,耦合特性

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 华中科技大学

分类号: TN253

DOI: 10.27157/d.cnki.ghzku.2019.002212

总页数: 54

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