懸掛芯光纖及其長周期光纖光柵特性研究.pdf

1、本論文對一種新型光纖--懸掛芯光纖進(jìn)行了系統(tǒng)的理論與實驗研究,給出該光纖的一些光學(xué)特性;并在該光纖上寫入了長周期光纖光柵,對該長周期光纖光柵的溫度、折射率等特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究。主要工作總結(jié)如下:
　　1)對懸掛芯光纖進(jìn)行了基本的特征參數(shù)測量,主要包括光纖的幾何參數(shù)、折射率剖面分布、截止波長、損耗等,這些為后續(xù)的工作打下了基礎(chǔ)。
　　2)對懸掛芯光纖的彎曲特性進(jìn)行了實驗與理論仿真研究。仿真與實驗結(jié)果都顯示該光纖的彎曲損耗具有

2、強(qiáng)烈的方向相關(guān)性,并且存在著一個臨界角,當(dāng)彎曲方向大于該臨界角時光纖彎曲損耗較大,當(dāng)彎曲方向小于該臨界角時,光纖具有抗彎曲特性。
　　3)利用耦合模理論對長周期光纖光柵進(jìn)行了理論的仿真,計算了光纖纖芯、包層模有效折射率與波長的關(guān)系,纖芯模的自耦合系數(shù)、纖芯模與包層模的互耦合系數(shù),最后得到了長周期光纖光柵的透射譜。
　　4)利用CO2激光器在普通單模光纖上寫入長周期光纖光柵,并研究激光參數(shù)對光柵特性的影響。在此基礎(chǔ)上對具有過耦

3、合特性的光柵進(jìn)行了彎曲特性的測試,發(fā)現(xiàn)其彎曲特性具有方向可辨的功能,其靈敏度與未過耦合光柵處于一個量級。
　　5)利用CO2激光器在懸掛芯光纖上寫入長周期光纖光柵,由于光纖的非圓周對稱性,不同角度寫入的光柵透射譜不同。利用寫入的長周期光纖光柵進(jìn)行了溫度、軸向應(yīng)變與折射率等傳感量的測量。結(jié)果顯示由于光纖具有大的空氣孔,非常容易抽入液體,光纖包層模有效折射對孔內(nèi)液體折射率的改變非常靈敏,光柵對孔內(nèi)液體折射率的靈敏度在1.42-1.46