高品質(zhì)亞波長微納光纖制備與微光纖環(huán)氣體傳感特性研究.pdf

1、光纖是現(xiàn)代通信系統(tǒng)以及光纖傳感技術(shù)的重要介質(zhì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對由其構(gòu)成的光子器件微型化的需求日益增加。微納光纖是近年新提出的一種微納結(jié)構(gòu)，其尺寸小，損耗低，光以大比例倏逝波在纖芯外傳輸，成為了光纖傳感領(lǐng)域的一支新秀。如何成本低廉、可操作性強(qiáng)地制備高品質(zhì)的微納光纖并將其應(yīng)用于最具挑戰(zhàn)性的氣體檢測是國內(nèi)外學(xué)者努力攻克的難題。
　　本文首先概括總結(jié)了微納光纖的不同制備工藝以及其在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用，對微光纖制成的重要光子器件-環(huán)

2、形諧振腔具體分類闡述。然后介紹了微納光纖的光傳輸理論，詳細(xì)闡述了實驗室常用的酒精燈拉絲法。針對其缺點提出了電動位移臺氫氣火焰拉絲法并實驗成功獲得了不同尺寸的直徑均勻、表面質(zhì)量良好的微納光纖，克服了以前拉絲方式的不足。
　　接著文章推導(dǎo)了微光纖Knot型環(huán)形諧振腔的光傳輸方程并采用Matlab軟件仿真其光傳輸特性，討論了微環(huán)諧振腔的幾個衡量因素以及其對于輸出光譜的影響。在介紹了微納光纖的大比例倏逝場傳播使得外界折射率變化導(dǎo)致微環(huán)輸出

3、光譜的漂移現(xiàn)象可用于氣體傳感之后，詳細(xì)敘述了微環(huán)諧振腔的制備方法并提出了兩端拉錐的微環(huán)制法。采用這種方法制成的微環(huán)由于光耦合效率的提高，輸出光譜的消光比由原來的5dB提高至10dB以上，Q值增加，測量分辨率大大提高。實驗研究新式微環(huán)對于揮發(fā)性化學(xué)試劑的氣體傳感特性，實驗表明其對于丙酮的氣體傳感靈敏度為115.3nm/(mol/L)，對于氨氣的靈敏度為52.3nm/(mol/L)，且其諧振峰的漂移量與揮發(fā)氣體濃度成正比。
　　最后從