用電子輻照光纖改性方法制備長周期光纖光柵的理論研究.pdf

1、電子輻照技術在材料改性方面具有廣泛的應用。目前其在制作平面光波導、低帶間串擾光波分復用器等光學器件方面也已經有初步的應用?？紤]到目前常用的制備長周期光纖光柵的方法各自都有些局限性，特別是不利于大規(guī)模批量生產，本文基于利用電子輻照可使二氧化硅改性的原理，首次提出了通過電子輻照對二氧化硅光纖改性來制作長周期光纖光柵的學術思想，以期尋求一種在保證質量條件下可大規(guī)模工業(yè)化生產光纖光柵的方式。 論文綜述了電子輻照對二氧化硅平板材料改性的理

2、論和實驗研究進展，介紹了電子輻照對SiO2產生改性作用的機理，使樣品中產生原子錯位的電子能量閾值、電子輻照深度的計算方法，分析了不同能量電子輻照產生折射率變化的原因以及電子輻照導致SiO2折射率變化的計算及測量方法。 在此基礎上，論文用把二氧化硅分子等價成一個原子的方法建立了用電子輻照二氧化硅光纖情形下的物理模型；給出了電子在光纖中輻照深度的計算方法；基于蒙特卡羅方法計算了1MeV的電子輻照二氧化硅時的能量沉積，它包括碰撞和韌致

3、輻射導致能量的沉積兩項，分別給出了軟件模擬，并且給出了在計算能量沉積過程中所需要的眾多函數，描述出了電子輻照時的物理過程。理論計算結果表明使能量沉積率在光纖纖芯最大的輻照電子能量為0.4474MeV。 考慮到通過電子輻照對二氧化硅光纖改性來制作長周期光纖光柵的過程中，必須解決光柵掩模板設計問題需要的理論支持，論文分析了占空比對光柵光譜的影響，計算了光纖前20個一階包層模式有效折射率并分析了其耦合常數變化規(guī)律，分析了諧波光柵諧振波