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《兰州大学》 2009年
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单轴晶体材料构成的光纤光栅特性研究

吕丁成  
【摘要】: 本文提出了一类由单轴晶体材料作为光纤光栅包层或者芯层、其光轴平行于光栅主轴(z轴)的新型光纤光栅模型,这些模型包括:单轴晶体为包层的短周期和长周期光纤光栅、单轴晶体为芯层的短周期和长周期环形光纤光栅。从经典电磁理论出发分析了各个模型的场分布,应用线性和非线性耦合模理论研究了该类新型光纤光栅的线性和非线性特性。研究结果表明单轴晶体材料对该类光纤光栅的线性与非线性特性均有显著影响,其影响的大小与单轴晶体的主轴折射率比参量K_(cl)的取值密切相关。其中单轴晶体芯层长周期环形光纤光栅线性特性受主轴折射率比参量K_(cl)的影响最大,当K_(cl)从0.9变化到1.1时,该类光纤光栅的谐振波长变化达到65nm,这种对应关系可以用于单轴晶体材料折射率特性测量。对于单轴晶体为包层的布拉格光纤光栅非线性特性研究表明:当折射率比参量从0.6变化到1.6,输入脉冲峰值功率为160kW时,布拉格波长的红移从0.22nm增加到0.34nm;当折射率比参量K_(cl)从0.6变化到1.6,输入脉冲峰值功率为1.5kW时,透射率从0.25增加到0.95。研究结果表明,采用正单轴晶体制作光栅包层,可以更有利于实现光栅在非线性领域的应用,K_(cl)越大,非线性特性越明显。同时在理论上分析了电光效应对这类新型光栅线性特性的影响,研究发现,对作为光纤芯层或者包层材料的单轴晶体上施加沿光栅轴向分布的外加电场可以改变光栅的谐振波长或者布拉格波长以及透射谱或者反射谱。本文设计了3种不同单轴晶体材料(分别为LiTaO_3、LiNbO_3、KDP)为包层或者芯层的光纤光栅,并分别计算得到短周期光纤光栅中布拉格波长和反射光谱随外加电场变化关系以及长周期光纤光栅中谐振波长随外加电场的变化关系。研究表明单轴晶体芯层长周期环形光纤光栅线性特性受外加电场的影响最大,当轴向外加电场从1×10~6V/m变化到8×10~6V/m时谐振波长变化达到3.5nm。在不改变光栅结构参量的情形下,通过改变单轴晶体材料的折射率比参量或者施加外加电场可以明显改变光纤光栅的线性与非线性特性,这一与普通光纤光栅显著不同的特性预示了这种新型光栅有良好的应用前景。本文研究为制作新型场强传感器、电调谐光滤波器以及新型光开关奠定了理论基础。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN253

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【引证文献】
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1 王刚;鲍店煤矿钻孔植入光栅监测地层沉降系统波长分析[D];西安科技大学;2012年
【参考文献】
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1 王伟,郭尚平,简水生;环形光纤的数值求解与分析[J];北方交通大学学报;1996年01期
2 裴丽,宁提纲,延凤平,简水生,谢增华,李唐军;高斯脉冲在光纤中传输的光纤光栅色散补偿研究[J];电子学报;2002年03期
3 夏月辉,张霞,刘开贤,黄永清,陈雪,任晓敏;利用线性啁啾光纤光栅补偿偏振模色散方案的研究[J];电子学报;2003年05期
4 舒学文,黄德修,阮玉;啁啾高斯脉冲经啁啾光纤光栅反射后的传输特性[J];光学学报;1999年10期
5 葛春风,袁树忠,樊亚仙,吕福云,董孝义;全光纤波长可调谐调Q激光器[J];光学学报;1999年12期
6 何瑾琳,孙小菡,张明德,逄焕刚;相移长周期光纤光栅的光谱特性及其在光分插复用器中的应用[J];光学学报;2000年08期
7 王义平,饶云江,冉曾令,朱涛,曾祥楷,胡爱姿;一种新颖的长周期光纤光栅可调增益均衡器[J];光学学报;2003年08期
8 胡爱姿,饶云江,牛永昌;基于弯曲不敏感光纤的长周期光纤光栅可调谐增益均衡器[J];光学学报;2005年01期
9 陈建军;张伟刚;涂勤昌;邹玉姣;赵天工;杜晓娜;董孝义;;基于光纤光栅的高灵敏度流速传感器[J];光学学报;2006年08期
10 郭团;赵启大;刘丽辉;黄桂岭;薛力芳;刘波;张伟刚;开桂云;董孝义;;带宽调制型单光纤光栅温变无补偿位移传感[J];光学学报;2007年01期
【共引文献】
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1 唐成;卢祥林;吴慧娟;吴宇;饶云江;;具有视频联动功能的光纤围栏周界入侵监测系统[J];安防科技;2010年09期
2 李姗姗;吴慧娟;卢祥林;饶云江;王杰;;基于光纤传感网技术的智能油田综合监测系统[J];安防科技;2011年08期
3 孙胜先;褚玉明;;平面K—拟共形映照Mori常数的一个改进值和两个偏差估计[J];安徽工学院学报;1990年04期
4 曹斌照;;电磁波在芯层为负折射率媒质的介质波导中的传播[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年04期
5 刘芳;变形Bessel函数与高阶双转点的方程[J];安徽师范大学学报(自然科学版);1999年03期
6 刘芳;变形Bessel函数与高阶双转点的方程[J];安徽教育学院学报(自然科学版);1999年02期
7 郑明;吴晓龙;赵宝生;;无假设圆轴扭转分解理论及应用[J];辽宁科技大学学报;2010年03期
8 吕金城;原新生;;关于球Bessel方程本征值问题的几个重要结果[J];安阳师范学院学报;2006年02期
9 王秀彦,吴重庆,刘爱民;NORC光开关的阶跃响应[J];半导体光电;2001年06期
10 董小伟,裴丽,简伟,简水生;全光纤聚合物电光调制器[J];半导体光电;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵艳峰;曹敏;王达达;李建发;秦忠;;FBG传感技术在变电站塔架应变监测中的应用研究[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年
2 陈建军;木拉提·哈米提;胡彦婷;;切趾型非线性布拉格光纤光栅双稳开关及动态特性的理论研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 王海涛;贾永禄;张建军;;具有层间窜流的三层油藏非牛顿幂率流试井模型[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
4 陈金明;汤立群;;光纤光栅频谱和曝光特性研究[A];复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集[C];2007年
5 张莹;徐伟;方同;;含有界随机参数的双势井Duffing-van der Pol系统的随机混沌分析及控制[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
6 张森;肖先赐;;基于连分式的混沌时间序列全局预测新方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
7 郑洲顺;周旭;李亮泽;;求解线性方程组的一种单参数迭代法[A];第十二届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2008年
8 黄立人;武艳强;姜衍祥;匡绍君;路旭;周俊;;GPS连续站在地面沉降监测中的应用[A];全国控制地面沉降学术研讨会论文集[C];2005年
9 赵宝生;高阳;周新祥;;扭转圆轴的边界条件研究[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
10 周雪芹;;关于牛顿法收敛阶的讨论[A];第十二届中国青年信息与管理学者大会论文集[C];2010年
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1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王雪;双芯长周期光纤光栅制备方法及特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘恂;几类非线性发展方程的精确行波解的研究[D];江苏大学;2010年
4 王海兰;乔木体水分的测试技术及其监测系统的研究[D];北京林业大学;2011年
5 姜萌;光纤CRDS流体传感的理论与实验研究[D];南开大学;2010年
6 刘鹏;高效率泵浦耦合及光纤激光器关键技术研究[D];北京交通大学;2011年
7 吕小俊;双曲/抛物σ-发展型方程研究[D];浙江大学;2010年
8 程旭升;聚合物Bragg光纤光栅的制作及其传感特性的研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 王静;光纤光栅多参数传感理论技术研究及在地下工程灾害监测中的应用[D];山东大学;2011年
10 包卫星;内陆盐渍土工程性质与公路工程分类研究[D];长安大学;2009年
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1 李成彧;β-胡萝卜素在液芯光纤中的共振吸收拉曼散射[D];长春理工大学;2010年
2 娄玉冰;基于“最优激励轨迹”的工业机器人动力学参数辨识研究[D];郑州大学;2010年
3 郭东歌;基于LPFGs氢敏探测器的研究[D];郑州大学;2010年
4 齐雪;掺铒光纤光源对光纤陀螺性能影响的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 韩笑;OCDMA通信系统中地址码的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 田力;高速光纤通信系统中双波长光纤激光器的研究[D];天津理工大学;2010年
7 王秋玉;基于ARM-Cortex单片机的光纤布拉格光栅位移传感器的设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 张丽萍;取样光纤光栅拼接制作技术的研究[D];北京交通大学;2010年
9 孟涛;线型腔掺铒光纤激光器的辐射特性研究[D];北京交通大学;2011年
10 唐尊伟;光纤陀螺偏振误差及关键器件的研究[D];北京交通大学;2010年
【同被引文献】
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1 吕渊,周更廷,顾孟寒;素混凝土井壁受力状况的监测与分析[J];东北煤炭技术;1997年01期
2 靳奉祥,王同孝,独知行;东滩煤矿副井三维变形监测[J];地矿测绘;1998年04期
3 张洪波,沈竹,黄海,李福太;用双周期光纤光栅实现温度和应变的同时测量[J];光学与光电技术;2003年05期
4 郭团,乔学光,贾振安,孙安,陈长勇;单光纤光栅波谱展宽温度压力同时区分测量[J];光学学报;2004年10期
5 刘金瑄;柴敬;朱磊;张广文;杨建华;王振平;;岩层变形检测的光纤光栅多点传感理论与工程应用[J];光学学报;2008年11期
6 贾宏志,李育林,忽满利;长周期光纤光栅传感器温度和应变灵敏度分析[J];光子学报;1999年08期
7 刘昌华;监测矿山井筒变形的摄影测量及其数据处理方法[J];焦作工学院学报;1997年05期
8 栾元重,栾元凤,孙其美,王有良,张传胜;矿山立井井筒精密变形测量系统的研制[J];建井技术;2000年02期
9 陈湘生,陈湘生;华东地区立井井壁破坏原因浅析华东地区立井井壁破坏原因浅析[J];建井技术;1997年06期
10 关柏鸥,H.Y.Tam,S.L.Ho,W.H.Chung,董孝义;单光纤光栅温度应变双参数传感研究[J];中国激光;2001年04期
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1 王义平;新型长周期光纤光栅特性研究[D];重庆大学;2003年
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1 李强;内燃机动态应变和缸内压力的光纤光栅传感技术探索[D];天津大学;2010年
2 邓明;相似模拟实验中光纤光栅测试的温度补偿方法[D];西安科技大学;2006年
3 王若崑;长周期光纤光栅偏振相关损耗及降低方法研究[D];重庆大学;2007年
4 朱磊;济三煤矿松散地层沉降变形光纤光栅监测技术研究[D];西安科技大学;2008年
5 周兵;长周期光纤光栅在结构健康监测中的应用研究[D];南京航空航天大学;2008年
6 邱标;基于光纤光栅监测的厚松散层井筒变形预测研究[D];西安科技大学;2009年
【二级参考文献】
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1 姚骏,付敬奇,张承燕,董新平;光纤流量传感器的进展[J];传感器技术;2002年03期
2 张兴周,李绪友;光纤流量传感器[J];传感器技术;1999年01期
3 郭小明,罗承沐,张贵新,马仙云;利用LiNbO_3晶体电光效应测量脉冲电压[J];电工电能新技术;1995年02期
4 王燕,叶志清;多个λ/4相移紫外写入光栅的反射谱特性及应用[J];光电子·激光;2002年07期
5 李彬;傅永军;魏淮;简伟;简水生;;高温封装实现光纤光栅的长期稳定[J];光电子·激光;2006年07期
6 赵东晖,杨秀峰,刘志国,李智红,葛春风,盛秋琴,吕可诚,董孝义;相移光纤光栅的特性分析及其应用[J];光电子·激光;1998年03期
7 裴丽,谢增华,宁提纲,李唐军,简水生;光致折变布拉格光栅实验研究[J];光学技术;2000年04期
8 何万迅,施文康,叶爱伦;基于长周期光纤光栅的磁场传感方案的实现[J];光学技术;2001年06期
9 陈小刚;黄德修;元秀华;夏舸;;2×40 Gb/s OCDM using superstructure fiber Bragg gratings en/decoder[J];Chinese Optics Letters;2006年02期
10 黄力群;黄卫平;汪晋宽;杨光;;Improved layer peeling algorithm for strongly reflecting fiber gratings[J];Chinese Optics Letters;2006年09期
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1 王义平;新型长周期光纤光栅特性研究[D];重庆大学;2003年
2 余有龙;光纤光栅及其在传感领域中应用的研究[D];南开大学;1999年
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1 吴永红;胡国华;崔一平;;基于三波导耦合的聚合物电光可调光衰减器[J];光学学报;2006年09期
2 张冬;章德;;一、三模纵向耦合谐振滤波器高频边瓣的改进[J];南京大学学报(自然科学版);2007年01期
3 刘景琳;段吉安;苗健宇;钟掘;;熔融拉锥型光纤耦合器实验研究[J];中南大学学报(自然科学版);2006年01期
4 周次明;陈留勇;;倾斜Bragg光纤光栅反射谱特性理论和实验研究[J];应用光学;2006年06期
5 胡红武;罗莹;;基于ATR技术的光开关的实验研究[J];光通信技术;2008年04期
6 崔国新;李玉栋;陈靖;刘洪冰;张艳峰;齐继伟;许京军;孙骞;;利用铁电畴结构直接写入电控菲涅尔波带片[J];光电子.激光;2008年10期
7 陈晓莉;王培吉;;对晶体电光调制实验中输出光波曲线特性的理论分析[J];实验技术与管理;2008年01期
8 梁华伟;阮双琛;张敏;苏红;;太赫兹金属线波导耦合模理论研究(英文)[J];光子学报;2010年02期
9 桑梅;于建;任铁雄;倪文俊;付伟佳;李世忱;胡永岚;师瑞泽;;准相位匹配PPKTP极化反转的监测[J];天津大学学报;2006年S1期
10 王良涛;恽斌峰;胡国华;崔一平;;DR19/PMMA掺杂型聚合物的电晕极化研究[J];光电子技术;2007年04期
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1 吕丁成;张晓萍;;单轴晶体材料包层啁啾光纤光栅中电光效应和弹光效应的研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
2 张寅星;;基于周期性极化铌酸锂电光效应的偏振相关全光逻辑门[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
3 孔丽晶;吴志明;骆万发;卢胜;;基于LabVIEW的晶体电光效应实验仿真平台[A];第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(上册)[C];2010年
4 翟景升;魏明;刘存礼;武占成;;光纤技术在电压(电场)测量中的应用[A];中国物理学会第九届静电学术年会论文集[C];2000年
5 高建蓉;冯保良;胡皓全;杨显清;赵家升;;声表面波滤波器的EMC技术研究[A];第十二届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2002年
6 叶辉;李跃甫;;铌酸锶钡高择优取向薄膜的生长与光学特性研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
7 魏亚洲;朱维涛;陈山林;;用于DWDM的可调谐光学滤光器设计[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
8 陈钢进;夏钟福;张冶文;祝生祥;张红焰;;Teflon-AF/非线性光学聚合物驻极体双层膜系统的制备和电光效应稳定性研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
9 杨利;黄卫平;;高阶光纤Bragg光栅中的切趾效应[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
10 吕敏;崔建民;孙雨南;崔芳;;准共线集成声光TE/TM模式转换器的性能分析[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
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1 记者 吴长锋;中科大发现源于纳米天线效应的新电光现象[N];科技日报;2010年
2 ;走近投影仪(一)[N];电脑报;2003年
3 继平;红颜永驻话美玉[N];中国民族报;2001年
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1 吕丁成;单轴晶体材料构成的光纤光栅特性研究[D];兰州大学;2009年
2 刘海涛;光纤光栅制作工艺及其在光纤传感中的应用研究[D];上海交通大学;2007年
3 王海松;高效光子晶体滤波器的设计与研究[D];山东大学;2008年
4 伍刚;极化光纤调相器及其应用[D];北京大学;2007年
5 孔艳;激光在畴反转光学超晶格中的传输、控制和频率变换研究[D];上海交通大学;2008年
6 恩德;迈克尔逊干涉型集成光学加速度地震检波器的理论与实验研究[D];天津大学;2005年
7 高伟男;极化聚合物电光开关的基础研究[D];吉林大学;2009年
8 孙杰;基于加载条形光波导的极化聚合物电光调制器的研究[D];吉林大学;2009年
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10 王昌;长周期光纤光栅的制作与特性研究[D];武汉理工大学;2005年
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1 李鸿伯;对各向异性包层光纤和光栅的研究[D];兰州理工大学;2008年
2 袁余锋;基于耦合模理论的光纤LP_(21)模式的扭转与弯曲特性研究[D];浙江大学;2012年
3 邓强;微纳光纤环形谐振腔电光效应研究[D];电子科技大学;2010年
4 陈洪云;准位相匹配非线性光学中基于周期极化铌酸锂的电光效应研究[D];江西师范大学;2003年
5 相艳荣;光纤光栅的理论和制作工艺的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 侯贵宾;基于光纤光栅传感的翻车机健康监测与诊断系统研究[D];武汉理工大学;2009年
7 汤风帆;长周期光纤光栅的制作与应用研究[D];武汉理工大学;2005年
8 蒋俊贞;基于方向耦合器耦合波分析的一种新方法[D];福建师范大学;2005年
9 金晶;基于长周期光纤光栅的传感器及全光开关研究[D];湖南大学;2006年
10 马玲芳;声光可调谐滤波器的耦合理论及其设计[D];浙江工业大学;2006年
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