高双折射光子晶体光纤及其温度传感特性研究

论文摘要

光子晶体光纤是一种具有轴向取向微结构的光纤,在许多性能方面都优越于传统光纤,如高双折射、大数值孔径、高非线性、低限制损耗等,这些优良的光学性能使光子晶体光纤被广泛应用于光通信、光信号处理及大功率传输等方面,再加上其结构设计灵活,光子晶体光纤成为近几年的一个热门研究课题。本文主要研究光子晶体光纤的双折射和非线性特性,以及基于高双折射的光子晶体光纤温度传感特性。本文主要研究内容如下:（1）提出一种纤芯填充碲酸盐的新型光子晶体光纤,可以同时实现高双折射、高非线性及低限制损耗。对该光子晶体光纤的双折射、非线性和限制损耗等光学性能利用全矢量有限元法进行分析。分析结果表明,当波长为1550nm时,双折射和非线性系数分别可高达7.57?10-2和188.39W-1k m-1,同时限制损耗为10-9dB/m的数量级。该光子晶体光纤在光纤传感、偏振保持传输和超连续谱生成中存在潜在的应用价值。（2）设计一种填充硅纳米晶体的椭圆芯光子晶体光纤,实现超高非线性、大数值孔径和高双折射。结果表明,当波长为1000nm时,该光纤在X和Y方向分别可获得1.86?106W-1k m-1和1.79?106W-1k m-1的超高非线性系数;当波长为3000nm时,数值孔径在X和Y偏振方向可以分别达到0.86和0.81,并具有10-1数量级的双折射。尤其值得一提的是,光纤空气孔间距对光纤性能没有任何影响,这对于光纤制造非常重要。该光纤在超连续谱产生和生物医学中有着重要的应用价值。（3）设计出一种高温度灵敏度的光子晶体光纤。该光纤基于高双折射,在该光纤的包层空气孔中选择性填充温敏液体乙醇,分析不同填充方式和光纤结构参数对光子晶体光纤温敏特性的影响,通过比较发现,在波长?（28）1550nm处,该高双折射光子晶体光纤可获得3.645?10-5oC-1的高温敏特性。该光纤在温度传感器领域有着潜在的应用价值。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 袁洪桃

导师: 刘敏

关键词: 光子晶体光纤,高双折射,高非线性,大数值孔径,温度传感

来源: 重庆大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 物理学,化学,自动化技术

单位: 重庆大学

分类号: O734;TP212

DOI: 10.27670/d.cnki.gcqdu.2019.001530

总页数: 59

文件大小: 2750k

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