基于拉錐方法的長周期光纖光柵制備及應(yīng)用研究.pdf

1、長周期光纖光柵的周期相對較長,滿足相位匹配條件的是同向傳輸?shù)睦w芯模與包層模,這一特點導(dǎo)致了長周期光纖光柵的諧振波長和幅值對外界環(huán)境的變化非常敏感。
　　本文采用電加熱式熔融拉錐法實現(xiàn)長周期光纖光柵的制備,此方法的優(yōu)點是不需要摻雜高敏性材料、載氫等特殊工藝,制作簡單、熱穩(wěn)定性好。電加熱式熔融拉錐法制備的光纖光柵為結(jié)構(gòu)調(diào)制型光纖光柵,這種結(jié)構(gòu)的光纖光柵在高溫下是穩(wěn)定的,而且隨著溫度的升高,其靈敏度會更大,特別適合于制作高溫傳感器。本文

2、開展了基于拉錐方法的長周期光纖光柵制備及其傳感特性研究,主要研究工作如下:
　　1、利用改進的耦合模理論-局域耦合模理論,分析了結(jié)構(gòu)調(diào)制型長周期光纖光柵的形成機理與耦合特性,對其模式耦合特性進行了仿真,并給出了纖芯基模與一階各次包層模的耦合情況,得出了拉錐區(qū)域的有效折射率的變化。
　　2、利用ANSYS建立了光纖熔融拉錐粘彈有限元分析模型,分析了高溫下光纖應(yīng)力、應(yīng)變特性。距離加熱元件中心越近,溫場與應(yīng)力越均勻,遠離加熱元件中

3、心,沿著光纖徑向方向,光纖應(yīng)力分布不均勻,與表面的應(yīng)力差逐漸增加,尤其是在錐腰處光纖的應(yīng)力梯度最大。
　　3、通過實驗驗證了電加熱式熔融拉錐法制備長周期光纖光柵的可行性與穩(wěn)定性,分析了不同拉錐次數(shù),拉錐深度,拉錐功率及拉錐速度等工藝參數(shù)對錐區(qū)的影響,并對參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計,制備出諧振幅值為20-30dB,諧振波長可控的長周期光纖光柵。
　　4、開展了長周期光纖光柵溫度傳感、軸向應(yīng)力及其彎曲特性的實驗研究?；诶F方法在標準單