微結構光纖光柵的理論與實驗研究.pdf

1、光纖光柵是最重要的光無源器件之一,它作為一種模式耦合器件,具有體積小、成本低、與光纖系統(tǒng)天然兼容等優(yōu)點,在光纖通信和光纖傳感領域具有重要的應用。近年來迅猛發(fā)展的微結構光纖,為光纖光柵技術的進一步發(fā)展提供了新的平臺。一方面,微結構光纖光柵具有優(yōu)越的光譜特性和嶄新的潛在應用價值。另一方面,微結構光纖光柵反過來也為分析和揭示微結構光纖的模式特性和色散特性提供了重要的實驗手段。因此,微結構光纖光柵的研究具有重要的理論和實用價值。
　　

2、本論文的選題來源于國家973計劃:“基于微結構光纖的新型功能器件、異質兼容結構與光電子集成”(編號:2010CB327605)以及國家自然科學基金:“全固光子帶隙光纖及全固光子帶隙光纖光柵研究”(編號:10774077)、“基于光子帶隙光纖的可調諧光電子器件”(課題編號:50802044)等項目中的內容。本論文闡述了微結構光纖光柵的模式耦合理論,用不同方法在多種微結構光纖中成功寫制了布喇格和長周期光柵,并對它們的光譜特性、耦合機理及可能

3、應用作了詳細研究和分析,主要研究工作和創(chuàng)新性成果包括:
　　 1.提出了以在柚子型微結構光纖和單模光纖的熔接點處曝光寫制成功的長周期光柵為基礎的雙參數測量傳感器。通過設計長周期光柵的參數,使得單模光纖中基模與包層模式耦合和柚子光纖中基模與纖芯LP11模式耦合的諧振峰同時出現在透射譜中,根據兩套諧振耦合峰隨外界溫度和力學參量的敏感差異,實現了單個光柵的雙參數測量。
　　 2.提出并理論設計了基于功能材料填充的波長位置和波長

4、間隔可調諧的雙通道微結構光纖Bragg光柵濾波器。通過將功能材料填充入纖芯寫有Bragg光柵的高雙折射微結構光纖中,通過改變功能材料的折射率,從而改變光纖的雙折射特性,進而實現波長位置和波長間隔的可調諧濾波器。
　　 3.利用紫外曝光相位掩模側寫技術在全固光子帶隙光纖的包層中成功寫入Bragg光柵陣列,并觀察到前向LP01超模向后向LP01超模耦合形成的諧振峰。該諧振峰的帶寬遠大于普通單模光纖Bragg光柵,深入研究了該光柵的光