特殊結(jié)構(gòu)聚合物光纖的設(shè)計(jì)制備以及性質(zhì)研究.pdf

1、聚合物光纖問(wèn)世已有四十余載。來(lái)自光學(xué)、聚合物材料學(xué)以及加工工藝學(xué)等各領(lǐng)域中的理論和技術(shù)進(jìn)步，共同造就了聚合物光纖的蓬勃發(fā)展。近年來(lái)，特殊結(jié)構(gòu)聚合物光纖因具有突出的性能和新的應(yīng)用，逐漸成為研究的熱點(diǎn)。本文基于材料理論設(shè)計(jì)，圍繞特殊結(jié)構(gòu)聚合物光纖的設(shè)計(jì)、制備和性能研究進(jìn)行了如下研究工作：
　　 1.聚合物瓣?duì)罟饫w。瓣?duì)罟饫w是一種大模場(chǎng)光纖，它的截面結(jié)構(gòu)包含一個(gè)折射率均勻的纖芯和折射率沿角向呈瓣?duì)罘植嫉陌鼘?。研究工作首先從結(jié)構(gòu)參數(shù)與材

2、料參數(shù)兩方面入手進(jìn)行了聚合物瓣?duì)罟饫w的設(shè)計(jì)。通過(guò)“徑向等效折射率”算法，對(duì)瓣?duì)罟饫w的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比研究，最終確定了適合聚合物材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)。材料參數(shù)設(shè)計(jì)則以由“定量結(jié)構(gòu)～性質(zhì)關(guān)系”方程擬合得到的聚合物材料參數(shù)，通過(guò)“玻璃化轉(zhuǎn)變溫度～折射率”分布圖對(duì)二元共聚物的組成和性質(zhì)進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在上述設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，制備了芯層摻有稀土配合物的光纖預(yù)制棒，并通過(guò)熱熔拉伸法得到了預(yù)想結(jié)構(gòu)的聚合物瓣?duì)罟饫w。
　　 2.介紹了聚合物

3、光纖布拉格光柵的設(shè)計(jì)、制備以及初步的性能研究。設(shè)計(jì)工作結(jié)合聚合物材料的光學(xué)性質(zhì)與光纖光柵基礎(chǔ)理論，對(duì)制作聚合物光纖光柵所用的材料組成進(jìn)行了分類(lèi)設(shè)計(jì)計(jì)算；通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算得到了理論預(yù)期的光柵信號(hào)譜線(xiàn)，并研究了材料與光柵刻寫(xiě)操作對(duì)信號(hào)品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)工作在理論設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，制備出聚合物光纖布拉格光柵。實(shí)驗(yàn)得到的單模布拉格光柵信號(hào)譜線(xiàn)，信號(hào)形狀和波長(zhǎng)位置均接近理論計(jì)算結(jié)果。
　　 3.通過(guò)理論計(jì)算，半定量地研究和分析了相位掩模殘存的