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文檔簡介
1、本論文提出了一種新型特種光纖--表面芯光纖,研究了這種光纖的一些光學(xué)特性;對(duì)石墨烯表面等離子體材料的光電特性及器件應(yīng)用做了簡要研究與介紹,并基于兩者優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)了表面芯光纖石墨烯被覆偏振器件。理論研究了這種偏振器件的特性,并給出了優(yōu)化處理;實(shí)驗(yàn)制備了器件樣品,測(cè)試并與理論值對(duì)比。主要工作總結(jié)如下:
1)利用有限元法,理論研究了表面芯光纖的模式特性、雙折射特性和倏逝場特性,證實(shí)了表面芯光纖的優(yōu)越性。當(dāng)纖芯非常接近于包層內(nèi)表面時(shí),表面
2、芯光纖具有一個(gè)非零的截止頻率,其雙折射最高可達(dá)到1×10-4,倏逝波的能量比可高達(dá)0.15%,具有非常強(qiáng)的倏逝場。
2)利用COMSOL物理仿真軟件,理論仿真了表面芯光纖被覆石墨烯的偏振特性,模式分析結(jié)果顯示了TE表面等離子體波的傳播,證明了課題的可行性;分析了其偏振機(jī)理,TE/TM模式的衰減差;研究了其偏振特性隨光纖參數(shù)、入射波長的變化關(guān)系。
3)提出并研究了其偏振特性的優(yōu)化方法,一種是涂覆一層聚合物薄膜,這里選用
3、的是 PMMA;另一種是依據(jù)多層石墨烯的思想進(jìn)行的周期性調(diào)制。主要研究了第一種方法,仿真分析了偏振器性能隨光纖參數(shù)、聚合物薄膜厚度以及入射波長的變化關(guān)系。當(dāng)石墨烯長度為3mm,入射波長為1550nm,纖芯橢圓率為1/2,PMMA厚度為800nm時(shí),獲得消光比分別為25.1dB和26.0dB的TE-pass偏振和TM-pass偏振。
4)實(shí)驗(yàn)制備表面芯光纖被覆石墨烯偏振器樣品,搭建測(cè)試系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)測(cè)試器件樣品的偏振性能。表面芯光纖
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