單芯光子晶體光纖的應(yīng)用研究.pdf

1、光子晶體光纖（PCF）具有許多普通光纖不具有的特性，隨著光子晶體光纖基礎(chǔ)研究的不斷深入，制作工藝日趨成熟，越來越多的不同種類的光子晶體光纖不斷涌現(xiàn)。在光纖傳輸系統(tǒng)中，為了增加系統(tǒng)的集成化和全光化，光子晶體光纖的使用愈加頻繁，其對現(xiàn)代集成光學(xué)的意義也愈加凸顯。
　　本文設(shè)計了一種新型的基于碲酸鹽玻璃的單芯光子晶體光纖，可以實現(xiàn)不同波長的光的分離，利用全矢量有限元法對其特性進行了理論分析；制作了一種M-Z光纖傳感器，使用單芯光子晶體光

2、纖與單模光纖錯芯熔接，將其對溫度較不敏感的特性進行了改進，對光子晶體光纖進行了溫敏液體的填充，使得其對溫度靈敏度提高，完成對溫度和折射率變量的傳感。主要內(nèi)容包括：
　　1.概述了光子晶體光纖的基本原理和特性，介紹了光子晶體光纖的制作和主要應(yīng)用及研究現(xiàn)狀。
　　2.給出了常用的對光子晶體光纖進行研究的方法，重點介紹了全矢量有限元法和用該方法進行仿真計算的軟件COMSOL Multiphysics，并且集中闡述了光子晶體光纖對于

3、傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　3.設(shè)計了一種基于碲酸鹽玻璃的單芯光子晶體光纖，采用全矢量有限元法對其特性進行了研究。結(jié)果表明，此種分束器可以實現(xiàn)1.3μm和1.55μm波長的光的分離，使其分別在x和y偏振方向上傳播。當(dāng)光纖長度為15mm時，1.3μm和1.55μm處的串?dāng)_值分別低至-45.1dB和-40.2dB，小于-20dB的帶寬分別為44.2nm和67.1nm。
　　4.制作了一種新型的錯芯結(jié)構(gòu)的M-Z型傳感器，通過將光子晶體光

4、纖與單模光纖錯芯熔接，來制作傳感單元，對溫度和折射率變量進行傳感。當(dāng)折射率的改變量為0.05時，波谷由1578.1nm向右漂移至1583.2nm，對折射率的靈敏度為102nm/RIU；由于光子晶體光纖對溫度具有相當(dāng)大的穩(wěn)定性，當(dāng)溫度從75℃變?yōu)?5℃時，波長從1578nm向右漂移至1578.4nm，靈敏度為-3-810nm/℃。
　　5.針對第四章所制作的溫度和折射率傳感器，為了改進其對溫度的相對不敏感性，對光子晶體光纖進行了填充