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《上海大学》 2011年
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飞秒激光脉冲刻写长周期光纤光栅特性研究

陆君辉  
【摘要】:光纤光栅是继掺铒光纤放大器之后,光通信和传感领域最重要的光无源器件之一,其抗电磁干扰、轻质、柔韧、化学稳定、电绝缘及兼容于光纤通信系统等优点使其在光通信和光纤传感领域有着良好的发展前景。其中,长周期光纤光栅作为增益平坦器已经广泛应用于光无源放大系统中,同时,良好的传感特性也使其在光纤传感领域大放异彩。因此,一方面,各类长周期光纤光栅的新现象和新特性的研究不曾间断。另一方面,长周期光纤光栅的制备已经进入商业化进程,对于制备和应用过程中的稳定性、精确性、以及实用性等方面的研究,越来越得到人们的重视。 本文的主要工作有:用红外飞秒激光脉冲在含涂覆层的标准通信光纤中直接刻写长周期光纤光栅,并研究分析含涂覆层长周期光纤光栅特有的轴向应变以及温度传感特性。具体内容和取得的研究成果如下: 1.在红外飞秒激光微加工平台下,通过高倍显微物镜的聚焦,首次在含涂覆层的标准通信光纤中直接写入长周期光纤光栅。同时实验分析了激光脉冲在光纤纤芯处的聚焦和定位、光纤光栅的长度,逐点曝光时间等重要因素对于长周期光纤光栅透射谱的影响。 2.通过理论和实验深入分析了涂覆层的存在对于长周期光纤光栅轴向应变传感特性的影响。研究表明:涂覆层的存在成倍地增加了长周期光纤光栅的机械强度,有效减少了由外加应变引起的谐振波长偏移。从理论上分析了涂覆层对于纤芯基模和包层模有效折射率的影响,并进一步研究涂覆层对于长周期光纤光栅温度灵敏度的影响。分别对制作的去除涂覆层和含涂覆层长周期光纤光栅的低阶包层模进行了温度特性实验。实验结果表明:含涂覆层长周期光纤光栅的温度灵敏度比去除涂覆层时增强了近3倍。 所取得的理论和实验结果对新型光纤传感器或其它基于长周期光纤光栅的光通信器件的设计与开发有具有一定的指导作用。
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN24;TN253

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