液晶光子晶體光纖的傳感機理研究.pdf

1、光子晶體光纖又叫微結(jié)構(gòu)光纖,是20世紀(jì)末發(fā)展起來的一種新型光纖,它的導(dǎo)光特性可以通過改變包層中的微型空氣孔的的大小、間距、排列方式、向空氣孔中填充氣體和液體等方法來實現(xiàn)。隨著光子晶體光纖研究的進一步發(fā)展,液晶作為一種填充物,以其良好的光學(xué)特性吸引著研究者。目前,液晶填充的全內(nèi)反射型光子晶體光纖可以制作熱光光纖開關(guān)、電控光開關(guān)及全光調(diào)制器件等等,而把液晶填充到光子帶隙光纖中可以調(diào)節(jié)光纖的帶隙或制作廣義上的全固光子帶隙光纖,這也是光子帶隙光

2、纖的發(fā)展方向之一。
　　 本文主要對全內(nèi)反射型的光子晶體光纖填充液晶后的特性進行數(shù)值模擬,得出了光纖模場隨著外界溫度、電場發(fā)生變化的規(guī)律。主要內(nèi)容如下:
　　 (1)簡單介紹了光子晶體光纖的基本概念和種類,詳細(xì)回顧了從2000年以來國內(nèi)外研究液晶填充光子晶體光纖的進展,對光子晶體光纖傳感器的應(yīng)用前景作了展望。
　　 (2)簡要介紹了液晶的光學(xué)性質(zhì),通過把液晶分子等效為單軸晶體,敘述了液晶分子折射率的各向異性。介紹

3、了有限元法的由來和實施過程。
　　 (3)根據(jù)液晶折射率隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系,得到了液晶填充全內(nèi)反射型光子晶體光纖的基膜折射率、有效模場面積等參量隨著溫度、占空比的變化關(guān)系,發(fā)現(xiàn)高占空比的結(jié)構(gòu)在傳感中有更多優(yōu)點,并比較了不同溫度下的波導(dǎo)色散。
　　 (4)根據(jù)液晶折射率隨外加電場變化的函數(shù)關(guān)系,得出了液晶填充光子晶體光纖的基膜折射率、有效模場面積等參量隨著電場強度、占空比的變化關(guān)系,找到了不同的占空比下的截止電壓。在電壓