多芯光子晶体光纤激光器及掺液晶光子晶体光纤传感器研究

摘要

光子晶体光纤结构设计简单灵活,具有传统光纤所不具备的大量优良特性,受到了广泛的关注。尤其是在光子晶体光纤激光器和光子晶体光纤传感器领域,是人们研宄的热点。本文对以上两个领域的有关问题进行了研宄探索,具体为:针对多芯光子晶体光纤激光器的相干合成进行了理论分析以及实验研宄;针对液晶填充的光子晶体光纤温度传感进行了理论模拟和分析。
　　本文的主要工作和创新点归纳如下:
　　1.理论分析了多芯光纤激光器中的模式耦合原理及超模分布特性,利用COMSOL软件首先对具有18芯、19芯光纤以及18芯光子晶体光纤的模式分布特性进行了模拟分析。
　　2.介绍了超模的衍射分析方法,使用改进的衍射算法对18芯光子晶体光纤超模的衍射分布进行了分析计算。介绍了Talbot腔的自成像原理,并用这一原理对18芯光子晶体光纤的超模进行了同相位选模的计算。建立了多芯光子晶体光纤激光器速率方程,并用于端面镜腔结构和Talbot腔结构下的超模竞争分析。
　　3.开展了18芯光子晶体光纤激光器同相位超模选择的实验研宄。对泵浦耦合系统进行了设计仿真实现了对泵浦光的高效率耦合,搭建了光纤激光器近场观测装置,分别采用端面镜腔,Talbot腔以及小孔光阑结构对18芯光子晶体光纤激光器进行了实验研究,利用Talbot腔和小孔光阑结构实现了18芯光子晶体光纤激光器的同相位选模,对多芯光子晶体光纤激光器相干合成技术具有重要的意义。
　　4.对液晶材料的光学特性进行了研宄分析,分析了液晶材料的折射率特性,对E7型液晶的温度和色散特性进行了介绍。针对E7型液晶材料,设计了三种空气孔填充比不同的光子晶体光纤结构。计算分析了掺液晶光子晶体光纤各项光学参数与温度变化的关系。对填充率为0.2的光子晶体光纤的色散特性进行了分析,给出了在不同温度下掺液晶光子晶体光纤的色散曲线。

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第一章绪论

1 . 1光子晶体光纤

1 . 2光子晶体光纤激光器概述

1 . 3掺液晶光子晶体光纤传感技术

1 . 4论文主要内容

第二章掺镱多芯光子晶体光纤激光器模式分析

2 . 1光子晶体光纤的理论分析方法

2 . 2双包层多芯光纤模式研究

2 .3掺镱多芯光子晶体光纤模式分析

2 .4本章小结

第三章掺镱多芯光子晶体光纤激光器相干合成分析

3 . 1超模的衍射分布

3 .2塔尔博特(Talbot) 自成像技术

3 .3多芯光子晶体光纤激光器的超模竞争

3 .4本章小结

第四章1 8芯光子晶体光纤激光器相干合成实验

4 . 1实验平台的搭建

4.2 18芯光子晶体光纤激光器实验分析

4.3本章小结

第五章掺液晶光子晶体光纤传感研究

5 .1液晶的传感特性

5 .2掺液晶光子晶体光纤温度传感分析

5 .3本早■小结

总 结

参考文献

发表论文和科研情况说明

发表论文：

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