材料填充的微結(jié)構(gòu)光纖模間干涉儀特性及應(yīng)用研究.pdf

1、微結(jié)構(gòu)光纖模間干涉儀是一種基于各類微結(jié)構(gòu)光纖的新型Mach-Zehnder干涉儀。與傳統(tǒng)的雙臂Mach-Zehnder干涉儀相比，由于微結(jié)構(gòu)光纖獨(dú)特的模式特性，模間干涉儀將原本分兩路傳輸?shù)墓饧性谕桓饫w內(nèi)進(jìn)行傳輸，極大的縮減了干涉儀的幾何尺寸。由于其較簡單的結(jié)構(gòu)、較廣的應(yīng)用及較高的耦合效率，微結(jié)構(gòu)光纖模間干涉儀近年來受到了科研人員的廣泛關(guān)注。
　　 本論文介紹了雙模微結(jié)構(gòu)光纖模間干涉儀的模式激起和耦合方法，理論分析了填充低折

2、射率溫敏材料和高折射率溫敏材料后，干涉儀靈敏度的變化以及影響干涉儀溫度靈敏度的因素。在實(shí)驗(yàn)上構(gòu)建了基于雙模微結(jié)構(gòu)光纖的模間干涉儀，并進(jìn)行了溫敏材料的填充，通過多次截短實(shí)驗(yàn)分析了材料填充比例對(duì)于涉儀溫度靈敏度的影響。
　　 本論文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新性研究成果包括:
　　 1、搭建了基于纖芯雙模微結(jié)構(gòu)光纖的模間干涉儀，對(duì)干涉儀構(gòu)建方式，構(gòu)建參數(shù)等進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。觀察了微結(jié)構(gòu)光纖的纖芯LP01和LP11模式的模場圖

3、，并測量了干涉儀的溫度響應(yīng)。
　　 2、提出了基于低折射率功能材料填充的、折射率引導(dǎo)型的微結(jié)構(gòu)光纖模間干涉儀。通過在微結(jié)構(gòu)光纖空氣孔內(nèi)填充折射率為1.33的溫敏材料，在波長1480nm處獲得了高達(dá)-340 pm/℃的溫度靈敏度。理論分析了影響干涉儀溫度靈敏度的因素，并通過多次截短實(shí)驗(yàn)和選取不同的傳感波長進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。利用不同透射峰對(duì)溫度和應(yīng)變的響應(yīng)差異，實(shí)現(xiàn)了基于該模間干涉儀對(duì)溫度和應(yīng)變的同時(shí)傳感測量。
　　 3、提出

4、了一種基于高折射率溫敏材料選擇性填充的、反諧振引導(dǎo)機(jī)制的雙模微結(jié)構(gòu)光纖模間干涉儀。并在理論上詳細(xì)分析了影響微結(jié)構(gòu)光纖模式的限制損耗的因素，提出了通過減少填充液體空氣孔的數(shù)目來減少模式損耗的選擇性填充方案。由于高折射率液柱反諧振特性的存在，觀察到了不同于傳統(tǒng)模間干涉儀的一些獨(dú)特現(xiàn)象:干涉儀對(duì)溫度的響應(yīng)存在臨界波長，在臨界波長左側(cè)，干涉儀透射譜隨溫度升高發(fā)生藍(lán)移;在臨界波長右側(cè)，干涉儀透射譜隨溫度升高發(fā)生紅移;在臨界波長位置，在一定的溫度范