光纖微梁諧振器的理論及相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、近年來,光激勵(lì)微型諧振器得到了比較廣泛的關(guān)注,這種諧振器的激勵(lì)光和檢測(cè)光通過光纖傳送,適用于電磁干擾強(qiáng)、易燃易爆等場(chǎng)合。 傳統(tǒng)的光激勵(lì)微諧振器需要附加的激勵(lì)光源與檢測(cè)光源,所以其光學(xué)系統(tǒng)比較復(fù)雜,較難實(shí)現(xiàn)。 本文研究了一種新的全光型微梁諧振器結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)將研磨光纖的加工部分作為諧振器的敏感元件。在這種條件下,激勵(lì)光纖,檢測(cè)光纖以及敏感元件耦合為一個(gè)整體,這樣就克服了以往結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)過于復(fù)雜的缺點(diǎn)。 本文對(duì)該種光纖

2、微梁諧振結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論及相關(guān)技術(shù)研究： 首先針對(duì)該研磨光纖微梁的品質(zhì)因數(shù)進(jìn)行了分析并對(duì)該結(jié)構(gòu)的支撐阻尼進(jìn)行詳細(xì)的分析。首先運(yùn)用歐拉梁理論與二維彈性波理論對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論建模,然后應(yīng)用傅立葉變換及其逆變換得到了該結(jié)構(gòu)的支撐阻尼,最后通過MATLAB仿真軟件對(duì)自由模式下該結(jié)構(gòu)的Q值進(jìn)行仿真,得到了較高的Q值,該結(jié)果證明了這種新型微諧振結(jié)構(gòu)具有可行性,為今后的工作奠定了理論基礎(chǔ)。 其次研究了光纖微梁諧振器件的工藝設(shè)計(jì)及微諧振器的

3、加工手段與優(yōu)缺點(diǎn),并且對(duì)多層研磨光纖結(jié)構(gòu)光傳輸過程中的損耗情況進(jìn)行了理論研究,結(jié)果表明：該種研磨光纖的傳輸損耗與研磨光纖表面距纖芯之間的距離有關(guān),與聚合物的折射率及其厚度有關(guān)。 最后數(shù)值計(jì)算了存在于研磨光纖結(jié)構(gòu)中的各種阻尼形式對(duì)光纖微梁結(jié)構(gòu)品質(zhì)因數(shù)的影響。對(duì)影響結(jié)構(gòu)阻尼的各種因素進(jìn)行仿真分析,結(jié)構(gòu)表明：研磨光纖的品質(zhì)因數(shù)隨研磨厚度的增大而減小,隨研磨長度的增大而增大,隨環(huán)境溫度的增大而減小,隨環(huán)境壓強(qiáng)的增大而減小。最后運(yùn)用ANS