長周期光纖光柵的傳感特性及應(yīng)用研究.pdf

1、光纖光柵是光通信、光傳感及光信息處理等領(lǐng)域最為重要的光無源器件之一。本文以長周期光纖光柵為研究對象，針對其基本特性、傳感應(yīng)用等問題進(jìn)行了理論探討和數(shù)值分析，主要內(nèi)容包括：闡述了光纖光柵、長周期光纖光柵傳感器的發(fā)展和研究現(xiàn)狀；根據(jù)耦合模理論，推導(dǎo)了長周期光纖光柵的耦合模方程，得到了導(dǎo)模與包層模的耦合關(guān)系；對導(dǎo)模和包層模的有效折射率、耦合系數(shù)進(jìn)行了計算；分析研究了光柵參數(shù)對其透射譜的影響；從長周期光纖光柵在外加軸向應(yīng)變或環(huán)境溫度變化時可能出

2、現(xiàn)的彈性形變、彈光效應(yīng)、熱光效應(yīng)、熱膨脹效應(yīng)及波導(dǎo)效應(yīng)等物理過程入手，導(dǎo)出了描述其軸向應(yīng)變和溫度傳感靈敏度的一般性公式，并數(shù)值模擬了光柵周期、耦合模次、彈光系數(shù)及熱光系數(shù)對靈敏度的影響；提出了基于長周期光纖光柵的、可用于蛋白質(zhì)等生物物質(zhì)鑒別與分析的傳感方案，就檢測中所生成復(fù)合物薄膜層的折射率和厚度變化對透射譜影響進(jìn)行計算機(jī)仿真。 基于以上工作，本文得出如下結(jié)論：適當(dāng)增大長周期光纖光柵的周期或利用低次包層模耦合對提高其溫度或軸向應(yīng)