基于偶氮材料填充的微結(jié)構(gòu)光纖傳感器件研究.pdf

1、微結(jié)構(gòu)光纖因其獨特的光學(xué)特性以及結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活，制作材料多樣性等優(yōu)點，受到廣泛關(guān)注。其后處理形式除與傳統(tǒng)光纖類似的拉錐、寫柵、刻蝕等方式外，由于包層空氣孔的存在，還可將功能材料填充到光纖中，將光纖與功能材料結(jié)合，進而獲得更為豐富的新型光纖功能器件，并在生物、化學(xué)等交叉學(xué)科發(fā)揮優(yōu)勢。通過功能材料填充微結(jié)構(gòu)光纖，可制備出靈敏度高、結(jié)構(gòu)微型化、易于集成的新型光纖傳感器件。偶氮苯材料具有獨特的光敏、非線性、光致各向異性等特點，因而被廣泛應(yīng)用于光存

2、儲、光開關(guān)、以及于生物工程領(lǐng)域。本文通過液體填充的方式將偶氮苯材料與微結(jié)構(gòu)光纖相結(jié)合，制備基于偶氮材料填充的光纖傳感器件。文章的主要內(nèi)容如下：
　　1.將 DY7-氯仿溶液填充到固芯微結(jié)構(gòu)光纖包層空氣孔，對填充后的結(jié)構(gòu)進行光譜特性分析，并通過對比實驗探究透射光譜損耗峰的來源。實驗研究了該結(jié)構(gòu)對溫度、應(yīng)力等參量的響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)其對溫度敏感而對應(yīng)力不敏感。據(jù)此獲得一種應(yīng)力不敏感的溫度傳感器。
　　2.利用DR1吸收可見光發(fā)生光致異構(gòu)

3、的特性，將DR1溶液填入微結(jié)構(gòu)光纖，對光纖進行光敏化處理。研究該結(jié)構(gòu)的光強和溫度響應(yīng)，其透射光譜中的兩個透射峰的損耗隨激發(fā)光強的變化趨勢相反，進一步揭示其損耗峰的產(chǎn)生機制。利用該結(jié)構(gòu)我們實現(xiàn)了靈敏度較高的溫度和光強傳感。光強傳感靈敏度達(dá)到0.26468dB/(mW·cm-2)。
　　3.理論設(shè)計并實驗實現(xiàn)了一種基于選擇性填充微結(jié)構(gòu)光纖的溫度-應(yīng)力雙參量傳感器。滿足相位匹配條件時，纖芯基模向液柱高階模耦合，在透射光譜中產(chǎn)生一系列具有