光子晶体光纤长周期叠栅制备方法及其特性的研究

摘要

光子晶体光纤是近些年随着光纤技术不断发展出现的一种新型光纤，它拥有模场可调、无截止单模、高非线性等特点。光纤长周期叠栅是在光纤同一区域写入多个光栅构成，其独特的模式转换特性可实现光斑的整形和高灵敏度的传感测量。光子晶体光纤和光纤长周期叠栅以其独特的性质和优点已在光纤通信和光纤传感领域展现出巨大的应用前景，两者的结合，势必会引发更多新奇的特性，并进一步推动光纤与光栅技术的发展，拓宽光纤光栅的应用范围。本文从光子晶体光纤长周期叠栅的模式耦合理论、成栅机理、制备方法和特性对其进行研究。具体研究如下：
　　首先，分别从光纤光栅耦合模理论与局域耦合模理论的角度对不同调制微扰引发的长周期叠栅的耦合方程进行推导，建立光纤长周期叠栅的传输理论模型。
　　其次，研究 CO2激光热激法制备光子晶体光纤光栅的制备理论。使用光纤热形变理论对激光参数与光子晶体光纤温度场和形变量之间的关系进行研究，并在此基础上研究分析形变量与光栅光谱的关系，以及光子晶体光纤长周期叠栅参数对传输光谱的影响，为光子晶体光纤长周期叠栅的制备提供理论指导。
　　再次，探索研究光子晶体光纤长周期叠栅的写制方法。采用实验的方法，研究分析激光扫描次数、扫描速度和Q频对光子晶体光纤长周期光栅光谱的的影响规律；光子晶体光纤长周期叠栅写制中后续光栅写入对光栅光谱的影响；以及叠栅中两子光栅相对写制角度与光谱的关系。
　　最后，通过实验检测光子晶体光纤长周期叠栅的温度和应变特性，为光栅在传感和通信领域的应用奠定基础。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2光纤长周期光栅的研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 光纤长周期叠栅传输理论的研究

2.1 引言

2.2 光纤长周期叠栅耦合模理论模型

2.3 光纤长周期叠栅局域耦合模理论模型

2.4 本章小结

第3章 PCF长周期叠栅制备理论的研究

3.1 引言

3.2 PCF热形变理论

3.3 PCF长周期叠栅的仿真分析

3.4 本章小结

第4章 PCF长周期叠栅制备实验

4.1 引言

4.2 PCF长周期叠栅制备系统

4.3 出射激光参数对光栅光谱的影响

4.4 PCF长周期叠栅子光栅之间的相互影响

4.5 本章小结

第5章 PCF长周期叠栅的特性实验

5.1 引言

5.2 PCF长周期叠栅的温度特性

5.3 PCF长周期叠栅的轴向应变特性

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢