亞微米直徑光纖的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、本文從理論和實驗兩方面研究了具有光學質(zhì)量的亞微米直徑光纖作為低損耗光波導應(yīng)用的可能性和可行性。主要內(nèi)容包括：亞微米直徑光纖傳輸特性的理論計算，高質(zhì)量亞微米直徑錐形光纖的制備，亞微米直徑錐形光纖中的非線性現(xiàn)象，制備低信道間隔的單模光纖波分復用器，以亞微米光纖作為傳感元件組成Mach-Zehnder干涉儀用于生物化學傳感。在理論部分，我們系統(tǒng)計算了亞微米直徑光纖的光學傳輸特性，研究了氧化硅的各種材料特性以及光纖拉錐理論。在拉錐光纖的制備方面

2、，我們使用自制的條形電加熱爐拉錐方法成功拉制出了相對較長且連續(xù)不斷的直徑可小至650nm的光纖，其光學損耗約為0.1dB/cm 。為了觀察其中的受激拉曼散射過程，我們以鎖模皮秒激光器輸出的532 nm激光作為泵浦光源輸入制備所得亞微米光纖，僅用5微瓦的激光平均功率就在長度為12 cm 的亞微米光纖中成功的觀測到受激拉曼散射等非線性光學現(xiàn)象。并利用同樣的熔錐裝置制備了低信道間隔的單模光纖WDM，最小信道間隔達3.01nm。此外，還以氧化硅

3、納米線作為傳感元件組成Mach-Zehnder干涉儀用于生物傳感，并做了初步實驗，但由于目前制備的納米線直徑還不是足夠小，所以實驗結(jié)果并未達到理論預(yù)期。但對于影響靈敏度的關(guān)鍵因素有了較為全面的認識，對以后進一步實驗有很大指導作用。 本文工作意義在于：使用亞微米光纖作為光波導，可以使低損耗光波導的直徑實現(xiàn)從目前的波長量級到亞波長量級的突破。以這種小直徑光纖制作的微光子學器件將極大限度的縮小器件尺寸，使其在高密度光集成、光通信和光傳