復(fù)合光纖多模干涉技術(shù)研究.pdf

1、基于多模干涉原理和自聚焦現(xiàn)象的SMS（單模光纖-多模光纖-單模光纖）結(jié)構(gòu)因具備結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好等優(yōu)點，近年來受到了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，已被成功地應(yīng)用在光纖通信和光纖傳感的諸多領(lǐng)域中。在傳統(tǒng)的SMS結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，本文重點研究了一種新型的復(fù)合多模光纖干涉結(jié)構(gòu)，將SMS結(jié)構(gòu)中間的普通多模光纖替換為一段無芯光纖(Coreless Fiber, CF)兩端與漸變折射率多模光纖(Graded IndexMultimode Fiber, GIMF)熔接

2、的結(jié)構(gòu)。利用漸變折射率多模光纖對光束的發(fā)散作用使入射光進入無芯光纖后，激發(fā)更多的包層模，因此這種新型的復(fù)合多模干涉結(jié)構(gòu)具有更高的環(huán)境靈敏性，可用于溫度、振動及拉力等物理量的傳感。
　　本文主要進行以下三個方面的工作:
　　(1)用光束傳播法（Beam Propagation Method，BPM）分析多模光纖內(nèi)的干涉光場利用柱坐標(biāo)下的WA-BPM，在Matlab環(huán)境中對不同多模光纖組成的SMS結(jié)構(gòu)的縱向光場分布、耦合效率隨傳

3、輸距離的變化曲線、自聚焦位置等仿真分析。著重分析了單模光纖-無芯光纖-單模光纖結(jié)構(gòu)，將無芯光纖的長度選在自聚焦位置，得出了整個SCS（單模-無芯-單模）光纖結(jié)構(gòu)的透射光譜圖及特征波長，指出SCS結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于溫度、折射率等物理量的傳感，并詳細(xì)分析了其傳感原理。
　　(2)提出了一種復(fù)合光纖多模干涉結(jié)構(gòu)將不同長度的漸變折射率多模光纖和階躍折射率多模光纖組合成復(fù)合結(jié)構(gòu)，對漸變折射率多模光纖的聚焦和發(fā)散效果進行驗證。利用漸變折射率多模光纖