高品質(zhì)亞波長(zhǎng)微納光纖制備與微光纖環(huán)氣體傳感特性研究.pdf

1、光纖是現(xiàn)代通信系統(tǒng)以及光纖傳感技術(shù)的重要介質(zhì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)由其構(gòu)成的光子器件微型化的需求日益增加。微納光纖是近年新提出的一種微納結(jié)構(gòu)，其尺寸小，損耗低，光以大比例倏逝波在纖芯外傳輸，成為了光纖傳感領(lǐng)域的一支新秀。如何成本低廉、可操作性強(qiáng)地制備高品質(zhì)的微納光纖并將其應(yīng)用于最具挑戰(zhàn)性的氣體檢測(cè)是國(guó)內(nèi)外學(xué)者努力攻克的難題。
　　本文首先概括總結(jié)了微納光纖的不同制備工藝以及其在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，對(duì)微光纖制成的重要光子器件-環(huán)

2、形諧振腔具體分類闡述。然后介紹了微納光纖的光傳輸理論，詳細(xì)闡述了實(shí)驗(yàn)室常用的酒精燈拉絲法。針對(duì)其缺點(diǎn)提出了電動(dòng)位移臺(tái)氫氣火焰拉絲法并實(shí)驗(yàn)成功獲得了不同尺寸的直徑均勻、表面質(zhì)量良好的微納光纖，克服了以前拉絲方式的不足。
　　接著文章推導(dǎo)了微光纖Knot型環(huán)形諧振腔的光傳輸方程并采用Matlab軟件仿真其光傳輸特性，討論了微環(huán)諧振腔的幾個(gè)衡量因素以及其對(duì)于輸出光譜的影響。在介紹了微納光纖的大比例倏逝場(chǎng)傳播使得外界折射率變化導(dǎo)致微環(huán)輸出

3、光譜的漂移現(xiàn)象可用于氣體傳感之后，詳細(xì)敘述了微環(huán)諧振腔的制備方法并提出了兩端拉錐的微環(huán)制法。采用這種方法制成的微環(huán)由于光耦合效率的提高，輸出光譜的消光比由原來的5dB提高至10dB以上，Q值增加，測(cè)量分辨率大大提高。實(shí)驗(yàn)研究新式微環(huán)對(duì)于揮發(fā)性化學(xué)試劑的氣體傳感特性，實(shí)驗(yàn)表明其對(duì)于丙酮的氣體傳感靈敏度為115.3nm/(mol/L)，對(duì)于氨氣的靈敏度為52.3nm/(mol/L)，且其諧振峰的漂移量與揮發(fā)氣體濃度成正比。
　　最后從