高頻CO2脈沖激光寫制超長(zhǎng)周期光纖光柵及其傳感研究.pdf

1、光纖光柵是一種性能優(yōu)異的光無源器件，在光纖通信和光纖傳感領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。近年來，隨著光纖光柵制作技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的不斷深入，各種結(jié)構(gòu)新穎、性能各異的新型光纖光柵發(fā)展迅速。超長(zhǎng)周期光纖光柵是一種結(jié)構(gòu)新穎的光纖光柵，由于其模式耦合主要發(fā)生在纖芯基模與同向傳輸?shù)母唠A包層模式之間，這種光柵由于對(duì)加工精度要求較低，對(duì)外界環(huán)境具有較高的靈敏度，因此在光纖傳感及可調(diào)諧濾波領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文研究?jī)?nèi)容來源于國(guó)家自

2、然科學(xué)基金和天津市自然科學(xué)基金項(xiàng)目，在繼承前人的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了超長(zhǎng)周期光纖光柵的基本理論及其傳感理論，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多種結(jié)構(gòu)的超長(zhǎng)周期光纖光柵，并且對(duì)其傳輸譜特性及傳感原理進(jìn)行了系統(tǒng)分析，主要研究工作和創(chuàng)新性成果包括：
　　 1．基于耦合模理論對(duì)超長(zhǎng)周期光纖光柵的模式耦合特性進(jìn)行了分析，并給出了模式耦合的相位匹配條件和損耗峰中心波長(zhǎng)與其階次的關(guān)系；基于傅里葉變換分析方法，對(duì)均勻與非均勻折射率調(diào)制的超長(zhǎng)周期光纖光柵進(jìn)了頻譜分析，

3、給出了纖芯基模與包層模式耦合產(chǎn)生高階諧振峰的理論依據(jù)；
　　 2．介紹了光纖光柵的寫制方法，基于高頻CO2激光脈沖寫制平臺(tái)，搭建了超長(zhǎng)周期光纖光柵寫制平臺(tái)，在普通單模光纖上寫制了多種結(jié)構(gòu)的超長(zhǎng)周期光纖光柵，并對(duì)光柵寫制的機(jī)理進(jìn)行了分析。
　　 3．基于成熟的CO2激光脈沖寫制平臺(tái)，改造搭建了能夠?qū)懼凭哂新菪驼凵渎收{(diào)制的光纖光柵并且成功進(jìn)行了寫制。觀察到在螺旋型超長(zhǎng)周期光纖光柵中，諧振峰波長(zhǎng)分裂的間隔不僅與光柵的扭轉(zhuǎn)率有