光子晶體光纖光柵特性及傳感應用研究.pdf

1、光子晶體光纖光柵（PCFG）是由光纖光柵（FG）與光子晶體光纖（PCF）這兩種技術相互結合產生，該無源器件是近幾年發(fā)展最為迅速的光纖無源器件之一。光子晶體光纖光柵與傳統(tǒng)光纖相比較起來，由于其自身優(yōu)良的結構特性使得它在傳感領域方面存在許多的優(yōu)點。在不同結構參數情況下，其有效折射率會發(fā)生改變，從而使得在溫度或者應力改變的外界條件下它的傳感特性也會隨之發(fā)生變化，因此其普遍被應用在傳感領域中。
　　本文主要設計出一種包層氣孔均勻排列的九邊

2、形摻有元素鍺的光子晶體光纖布拉格光柵（PCFBG）結構，在不同結構參數以及外界變化條件下，對其傳輸譜特性和傳感特性進行仿真研究。
　　論文第一章簡單的介紹了光子晶體光纖的發(fā)展史與種類，闡述了光子晶體光纖的特性以及其目前在實踐領域上的應用，并且也概述了光纖光柵的概況及其特點。
　　第二章詳細介紹以及推導了光子晶體光纖光柵常用的四種常規(guī)方法：耦合模理論法、傳輸矩陣法、傅里葉變換法和有限元法(FEM)。其次又針對現實應用方面，介紹

3、了種類不相同的五種切趾函數。本論文實驗仿真理論方法是傳輸矩陣法。
　　第三章仿真分析了正九邊形光子晶體光纖布拉格光柵在不同空氣孔數、不同占空比、不同空氣孔填充材料、不同光柵長度及其不同調制深度等參數下其波長與譜特性的關系。結果表明：增加空氣孔層數能夠減少光譜能量的泄漏，但是其光柵諧振波長偏移及其對應的諧振峰強度變化都不明顯。除了空氣孔層數外，在其余的光柵參數變化情況下，都會對其傳輸光譜特性產生一定的影響。
　　第四章在光纖光

4、柵傳感理論的基礎上討論了正九邊形結構光子晶體光纖布拉格光柵在溫度以及應力變化時其傳感特性的變化。從仿真的結果可以看出：在溫度領域的研究方面，溫度在逐漸上升的過程中，該結構光纖光柵諧振波長很明顯的出現了向長波長方向偏移的趨勢；在應變領域研究方面，應力在逐漸上升的過程中，該結構光纖光柵的諧振波長偏移趨勢不明顯。同時，還分析了該結構光纖光柵在不同占空比以及不同空氣孔層數條件下，傳感靈敏度的變化。最后發(fā)現結構上的變化對于靈敏度影響微乎其微。