收藏本站
《南开大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

光子晶体光纤填充和光子晶体光纤光栅的研究

张春书  
【摘要】: 本论文选题于国家973、863以及国家自然科学基金等项目,结合课题的要求和主要目标,在对光子晶体光纤(PCFs)传输特性研究的基础上,首先对光子晶体光纤光栅进行了理论和实验研究;然后,采用平面波展开法和有限单元法分析了在光纤的空气孔中填充高折射率液晶对光纤传导机制和传输特性的影响,提出并设计了几种新型光子晶体光纤;最后,提出并研制成功连续可调谐、输出功率谱均衡的全光纤化、高功率包层泵浦铒镱共掺光纤激光器实验样机。主要研究内容和成果包括以下基本方面: 1、首次提出基于填充高折射率介质(液晶)的折射率引导型PCF的光子带隙理论分析方法,在此理论的指导下,采用平面波展开法和有限单元法研究了填充对光纤传导机制和传输特性的影响,研究结果表明液晶填充可以实现光子晶体光纤导光机制的转变。基于光子带隙理论利用光纤传导模式在带隙内外传导模式的损耗、色散等特性的差异,我们首次提出并设计了通过外界物理量调节包层中填充介质的折射率,改变光子带隙和传导模式的色散曲线的相对位置,从而改变传导模式的损耗和色散等特性,最终得到了可调谐光子带隙光纤。 2、基于光子带隙理论首次理论研究了填充液晶对折射率传导型高双折射PCF传输特性的影响。分析了液晶填充对PCF的传导机制和传输特性的影响,并与光纤在填充前PCF的基本传导性质做了比较,研究结果表明液晶填充能够实现光纤传导机制的转变,同时得到更高的双折射。在此研究的基础上,首次提出并设计出通过用温度或者电磁场来调节空气孔中液晶的折射率来连续调节这种高双折射光子带隙光纤中的传输带隙和传导模式,最终实现的高双折射可调的光子带隙光纤。 3、对光子晶体光纤光栅进行了理论和实验研究。利用紫外光写制的方法,成功地在柚子型PCF中写制了光纤Bragg光栅,在光栅的反射谱和透射谱中观测到了多个谐振波长,同时利用全矢量有限单元法分析了在柚子型PCF上写制的Bragg光栅的谐振特性,模拟结果和实验结果基本吻合。此外对柚子型PCF写制的Bragg光栅反射谱中多个峰的温度和应变传感特性进行了理论和实验研究。理论和实验研究结果均表明柚子型PCF Bragg光栅反射谱中的几个谐振峰
【学位授予单位】:南开大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN818

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 钱立亮;张帅;钱祥忠;;材料填充微结构光纤光栅传感特性研究[J];光电子技术;2011年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘建国;微结构光纤非线性特性及功能器件的研究[D];南开大学;2007年
2 郭占城;掺镱双包层光纤放大器和激光束相干合成的基础研究[D];南开大学;2007年
3 金龙;微结构光纤光栅的理论、实验与应用研究[D];南开大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 张帅;可调微结构光纤布拉格光栅物理特性研究[D];温州大学;2011年
2 王林新;光子晶体光纤及其长周期光栅的研究[D];温州大学;2011年
3 刘利;光子晶体光纤光栅的研究[D];华中科技大学;2009年
4 张保侠;光子晶体光纤布拉格光栅慢光的研究[D];兰州理工大学;2012年
5 伍铁生;液体填充的光子晶体光纤的传感特性研究[D];北京工业大学;2012年
6 康爽;结构参数对光子晶体光纤布拉格光栅慢光的影响[D];兰州理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 张炜,李乙钢,闫培光,李家方,冯鸣,朱剑平,陈胜平,吕可诚;光子晶体光纤在光纤光栅中的应用与研究进展[J];光电子技术;2005年01期
2 卓锋,赵玉成,延凤平,王均宏;采用光纤光栅的温度和应力传感技术[J];光通信技术;2000年02期
3 张伟刚,许兆文,杨翔鹏,开桂云,赵启大,袁树忠,董孝义;用单光纤光栅实现扭转与温度的双参量传感测量[J];光学学报;2002年09期
4 张春书;开桂云;王志;孙婷婷;王超;刘艳格;刘剑飞;袁树忠;董孝义;;侧向压力对微结构光纤双折射的影响[J];光学学报;2006年02期
5 于晋龙,冯恩波,马晓红,戴居丰,杨恩泽;ABCD矩阵方法在主动锁模光纤激光器理论与实验分析中的应用[J];光子学报;2002年07期
6 刘艳格,张昊,蒙红云,高伟清,袁树忠,开桂云,田建国,董孝义;WDM用增益平坦的高增益低噪声双段级联掺铒光纤放大器[J];光子学报;2003年10期
7 张东生,姜莉,张伟刚,李丽君,范万德,袁树忠,开桂云,董孝义;长周期光纤光栅谐振波长与曝光量的变化关系[J];物理学报;2003年12期
8 乔学光,贾振安,傅海威,李明,周红;光纤光栅温度传感理论与实验[J];物理学报;2004年02期
9 张春书,开桂云,王志,王超,孙婷婷,张伟刚,刘艳格,刘剑飞,袁树忠,董孝义;柚子型微结构光纤Bragg光栅温度和应变传感特性研究[J];物理学报;2005年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林妹妹;王葵如;张锦龙;张琦;;基于保偏光纤环镜的光纤光栅传感解调[J];半导体光电;2009年06期
2 陈明阳;张永康;;高双折射光子晶体光纤研究进展[J];半导体光电;2010年02期
3 张国生;王政平;王成;马仁德;;长周期光纤光栅理论研究进展[J];北京印刷学院学报;2006年04期
4 井浩宇;张宇;陈奇;门志伟;房文汇;里佐威;;光纤BRAGG光栅温度传感的机理分析[J];长春理工大学学报(自然科学版);2009年02期
5 邵军;刘君华;乔学光;贾振安;;利用BP神经网络提高光纤光栅压力传感器的选择性[J];传感技术学报;2007年07期
6 王宏亮;张晶;乔学光;王瑜;;一种耐高温光纤Bragg光栅温度传感器[J];传感技术学报;2008年06期
7 衣红钢;巩宪锋;王长松;;高灵敏度光纤光栅温度传感器的研究[J];传感器与微系统;2006年08期
8 彭刚;张华;李玉龙;冯艳;;光纤Bragg光栅传感器化学镀铜研究[J];材料导报;2008年09期
9 张业兵;;参考光栅法分离光纤光栅温度和应变的误差分析[J];阜阳师范学院学报(自然科学版);2006年04期
10 张帆;王春灿;耿蕊;童治;宁提纲;简水生;;高功率掺镱双包层光纤激光器的优化和设计[J];光电工程;2007年12期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张昊;刘波;贾承来;;一种光纤折射率的新型测量方法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邴丕彬;太赫兹连续波成像及光子晶体光纤表面等离子体共振传感研究[D];天津大学;2011年
2 王义平;新型长周期光纤光栅特性研究[D];重庆大学;2003年
3 张向东;光纤光栅传感技术及在油气井中的应用研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
4 张亮;全光纤型包层泵浦掺镜离子光纤激光器的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
5 宁鼎;掺镱单包层和双包层光纤及其激光器的研究[D];南开大学;2001年
6 梁磊;光纤光栅智能材料与结构理论和应用研究[D];武汉理工大学;2005年
7 陈吉欣;掺镱双包层光纤激光器研究[D];电子科技大学;2006年
8 付圣贵;高功率双包层光纤激光器的理论与实验研究[D];南开大学;2005年
9 项阳;掺Yb~(3+)双包层光纤激光器的研究[D];南开大学;2003年
10 范万德;掺镱石英光纤光子器件研究[D];南开大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高超;双包层光纤微弯传感器及光纤光栅传感网络设计研究[D];山东科技大学;2010年
2 马茜;准分布式光纤布拉格光栅温度监测系统的研究[D];大连理工大学;2010年
3 孙静;基于DBR光纤激光器的光生毫米波技术研究[D];天津理工大学;2010年
4 孙欣欣;掺铥光纤激光器的研究[D];北京交通大学;2011年
5 张蕙峰;包层泵浦掺铥光纤激光器的研究[D];北京交通大学;2010年
6 袁磊;基于光纤光栅传感的机械振动检测与实验研究[D];武汉理工大学;2011年
7 张帅;可调微结构光纤布拉格光栅物理特性研究[D];温州大学;2011年
8 刘耀辉;光子晶体光纤光栅传感特性的研究[D];南京邮电大学;2011年
9 吴方利;基于光纤光栅的岩土应变监测系统软件设计[D];山东大学;2011年
10 刘广伟;光纤Bragg光栅温度压强检测系统研究[D];天津大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韦世红;王敏琦;;基于保偏光纤的光纤应力传感器研究与设计[J];半导体光电;2006年06期
2 廖毅;周会娟;;布里渊分布式光纤传感技术进展及展望[J];半导体光电;2008年06期
3 钱祥忠;;基于液晶填充的带隙型光子晶体光纤的滤波特性[J];半导体光电;2009年05期
4 钱祥忠;;向列相液晶缺陷光子晶体可调谐滤波器的研究[J];传感技术学报;2006年01期
5 张自嘉;王昌明;;长周期光纤光栅的轴向应变传感特性研究[J];传感技术学报;2007年05期
6 钱祥忠;;一维光子晶体液晶微谐振腔的温度特性[J];传感技术学报;2010年07期
7 胡志新,张桂莲,何巨,张陵,周进雄;利用分布式光纤传感技术检测天然气管道泄漏[J];传感器技术;2003年10期
8 李洪刚;范万德;盛秋琴;;微弯光纤传感器的原理和应用[J];传感器世界;2007年01期
9 杨兴;胡建明;戴特力;;光纤光栅传感器的原理及应用研究[J];重庆师范大学学报(自然科学版);2009年04期
10 付广伟;郭璇;毕卫红;;光子晶体光纤熔接机理的研究[J];燕山大学学报;2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾宏志;光纤光栅传感器的理论和技术研究[D];中国科学院西安光学精密机械研究所;2001年
2 何晓东;光子晶体及其应用的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
3 邓开发;光子晶体的非线性光学特性研究[D];华中科技大学;2004年
4 谢荣国;光子晶体用结构基元的制备、自组装与性能[D];浙江大学;2006年
5 范万德;掺镱石英光纤光子器件研究[D];南开大学;2005年
6 冯新焕;多波长及锁模光纤激光器的理论与实验研究[D];南开大学;2005年
7 冯传胜;光子晶体中复能带结构的研究[D];山东大学;2007年
8 方宏;光子晶体光纤理论模型、结构设计及制作工艺的研究[D];北京交通大学;2008年
9 王东栋;光子晶体理论、制备及其光学特性研究[D];北京交通大学;2008年
10 邢亮;光纤中可控制慢光的研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 关春颖;光子晶体光纤特性分析与结构设计[D];哈尔滨工程大学;2004年
2 郭璇;光子晶体光纤传感机理的研究[D];燕山大学;2006年
3 王松红;基于有限元法的折射率引导型光子晶体光纤的特性分析[D];南京航空航天大学;2007年
4 田宏达;微结构光纤光学特性的数值仿真[D];北京邮电大学;2009年
5 杨杨;液晶光子晶体光纤的传感机理研究[D];北京交通大学;2010年
6 张良;光子晶体光纤倐逝波传感的特性研究[D];北京交通大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王振宝;杨鹏翎;邵碧波;陶蒙蒙;吴勇;武俊杰;;应力和温度同时测量的光纤布拉格光栅双参数传感器[J];激光与光电子学进展;2013年10期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 刘丰年;全光纤纳秒脉冲掺镱放大器的研究[D];南开大学;2008年
2 苗银萍;多功能、多参量、新型闪耀光纤光栅特性及应用研究[D];南开大学;2009年
3 宋成伟;掺Tm~(3+)硅基光纤布拉格光栅的飞秒激光刻写技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 申向伟;高非线性光纤与硅波导若干特性及其应用的研究[D];北京邮电大学;2012年
5 刘宁亮;光纤光栅的飞秒激光制备及其传感特性研究[D];华中科技大学;2012年
6 李晓兰;新型相移光纤光栅的设计及传感特性研究[D];南开大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘庆;高功率大模场掺镱光纤放大器脉冲泵浦的研究[D];中国科学技术大学;2011年
2 王旭东;掺锗光子晶体光纤特性研究[D];重庆大学;2011年
3 李建萍;光子晶体光纤啁啾光栅的光学特性研究[D];燕山大学;2012年
4 孔令芳;基于弱反馈下光纤放大器的计算机仿真[D];湖南工业大学;2011年
5 徐玲玲;全光纤脉冲掺镱放大器[D];南开大学;2008年
6 连天虹;激光光束空域时域合成效果讨论[D];西安电子科技大学;2010年
7 刘波;高灵敏度光纤光栅压力传感器[D];武汉理工大学;2010年
8 彭以新;掺镱脉冲光纤放大器研究[D];长春理工大学;2012年
9 周丽英;光子晶体光纤长周期光栅理论研究[D];燕山大学;2013年
10 齐玺娟;基于高双折射PCF模间干涉的波长解调系统方案研究[D];燕山大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜德生,何伟;光纤光栅传感器的应用概况[J];光电子·激光;2002年04期
2 王文倩,吕福云,董法杰,胡姝玲,张书敏,谢春霞,董孝义;外腔反馈式单频掺Er~(3+)光纤激光器的优化设计[J];光电子·激光;2004年02期
3 卓锋,赵玉成,延凤平,王均宏;采用光纤光栅的温度和应力传感技术[J];光通信技术;2000年02期
4 张伟刚,许兆文,杨翔鹏,开桂云,赵启大,袁树忠,董孝义;用单光纤光栅实现扭转与温度的双参量传感测量[J];光学学报;2002年09期
5 张颖,刘云启,刘志国,王江,赵东晖,开桂云,董孝义;波长扫描极值解调法实现光纤光栅应变和温度传感的测量[J];光子学报;1999年11期
6 孔梅,石邦任;光纤光栅温度与轴向应变响应机制分析[J];光子学报;2001年02期
7 刘云启,刘志国,郭转运,葛春风,董孝义,郑建成,李家安;光纤光栅弹簧管压力传感器的压力和温度特性[J];光子学报;1998年12期
8 关柏鸥,郭转运,刘志国,董孝义,谭华耀;光纤光栅的温度增敏实验[J];光子学报;1999年01期
9 傅海威,乔学光,贾振安,赵大壮,傅君眉;应力增敏的光纤布拉格光栅压强传感器[J];中国激光;2004年04期
10 舒学文,黄德修,邓桂华,施伟,江山;基于单个光纤光栅的Sagnac干涉仪的理论与实验研究[J];物理学报;2000年09期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王智,任国斌,娄淑琴,简水生;光子晶体光纤的Galerkin算法[J];中国激光;2004年05期
2 张大鹏;胡明列;谢辰;柴路;王清月;;光子晶体光纤振荡器直接输出10W飞秒激光[J];中国激光;2011年05期
3 池灏,蒋铭,赵焕东,曾庆济;光子晶体光纤的非线性效应及其应用研究进展[J];半导体光电;2003年05期
4 ;激光光谱学[J];中国光学与应用光学文摘;2003年06期
5 鞠晓丹,刘兆伦,倪正华,高艳东,李曙光,侯蓝田,刘晓东;光子晶体光纤在光通信中的色散补偿应用[J];光通信技术;2004年07期
6 娄淑琴,王智,任国斌,简水生;折射率导模高双折射光子晶体光纤[J];光学学报;2004年10期
7 ;光纤及其传输理论[J];中国光学与应用光学文摘;2007年01期
8 姚培军,明海;光子晶体光纤[J];光电子技术与信息;2002年06期
9 阮双琛,于永芹,程超,杜晨林,刘承香,林浩佳,姚建铨;OPA泵浦保偏光子晶体光纤产生超连续谱和非线性特性的研究[J];光子学报;2004年07期
10 栗岩锋,刘博文,王子涵,胡明列,王专,王清月;光子晶体光纤色散的有限差分法研究[J];中国激光;2004年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘小龙;张霞;黄永清;郑龙;王亚苗;任晓敏;;光子晶体光纤表面增强拉曼散射衬底的研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(下册)[C];2009年
2 仲琦;张舒怡;钱小石;徐飞;陆延青;;光子晶体光纤中的模式干涉[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(下册)[C];2009年
3 王闵;代吉祥;杨明红;;光子晶体光纤化学腐蚀的数值模拟和实验研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
4 刘晓颀;孙伟民;姜宇;刘永军;于海娇;;圆环形光子晶体光纤特性分析[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 李相;陈胜平;司磊;;W型光子晶体光纤模型概述与滤波特性研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 孙伟民;刘晓颀;;多芯液晶光子晶体光纤优化设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 李鹏;赵建林;;多芯光子晶体光纤的耦合特性研究[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
8 王泽锋;刘小明;侯静;;光子晶体光纤色散特性的数值计算与实验研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
9 王闵;代吉祥;杨明红;;侧边抛磨光子晶体光纤的光学特性研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 魏博;杨远洪;段玮倩;;空芯光子晶体光纤谐振腔耦合模块的设计[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(下册)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 陈传武;光子晶体光纤项目通过验收[N];中国化工报;2010年
2 记者 杨念明 通讯员 汪红霞 实习生 罗璇;掌握新一代光纤研制技术[N];湖北日报;2010年
3 记者 郑欣荣 通讯员 李宏 肖辉;1项全球之最 9项全国之最[N];长江日报;2011年
4 记者陈欣然 通讯员孟兆熙;天大一科研项目入选中国高等学校十大科技进展[N];天津教育报;2009年
5 记者 刘宇雄;激光加工可带动制造业转型升级[N];广东科技报;2009年
6 光纤通信技术和网络国家重点实验室、烽火通信科技股份有限公司 陈伟 李诗愈 王彦亮 王冬香 罗文勇 黄文俊;特种光纤备战物联网[N];通信产业报;2010年
7 ;2008年度“中国高等学校十大科技进展”揭晓[N];中国教育报;2008年
8 凃燕;烽火通信新型光纤项目通过国家验收[N];人民邮电;2010年
9 记者 汪伟 通讯员 孟兆熙;天大科研成果入选高校十大科技进展榜[N];天津日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭铁英;新型光子晶体光纤及面向其应用的关键技术研究[D];北京交通大学;2010年
2 李宏雷;新型光子晶体光纤及其实用化相关技术研究[D];北京交通大学;2010年
3 闫贺;基于光子晶体光纤的表面增强拉曼探针的实验研究[D];清华大学;2009年
4 史青;光子晶体光纤及其在传感领域的应用研究[D];南开大学;2010年
5 徐惠真;新型光子晶体光纤结构设计及应用研究[D];北京邮电大学;2011年
6 王立文;新型宽带光子晶体光纤的设计与制作研究[D];北京交通大学;2013年
7 程同蕾;混合型光子晶体光纤理论及超连续实验研究[D];天津大学;2010年
8 彭杨;表面等离子体共振技术及其在光子晶体光纤传感中的应用研究[D];国防科学技术大学;2012年
9 方晓惠;多芯光子晶体光纤飞秒激光系统及其在频率变换中的应用[D];天津大学;2010年
10 石飞飞;光子晶体光纤设计与传感特性研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付博;双折射光子晶体光纤的设计及其特性的研究[D];燕山大学;2010年
2 张磊;高非线性光子晶体光纤设计及其超短脉冲传输特性研究[D];燕山大学;2010年
3 耿鹏程;具有七芯结构及带隙特性的掺镱光子晶体光纤的研究[D];燕山大学;2010年
4 王栋;光子晶体光纤中色散的研究[D];重庆大学;2010年
5 罗思行;利用光子晶体光纤产生纠缠光子对的研究[D];北京邮电大学;2010年
6 崔艳玲;新型光子晶体光纤的色散特性和带隙特性研究[D];燕山大学;2010年
7 杨倩倩;双折射光子晶体光纤的理论与实验研究[D];燕山大学;2010年
8 李立肖;光子晶体光纤的双零色散和非线性特性的理论和实验研究[D];燕山大学;2010年
9 张国亮;光子晶体光纤的特性及其应用于光纤激光器中的研究[D];北京交通大学;2010年
10 李好学;光子晶体光纤传感结构的优化及其工程应用的方案设计[D];北京交通大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026