收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微纳光纤功能化的研究

徐忠扬  
【摘要】:微纳光纤作为一种典型的微纳光波导,是构建微纳光子学器件的重要基本单元。由于微纳光纤尺寸较小、表面倏逝场较强、色散可调,所以在微纳传感器、微纳激光器、非线性光学等研究领域获得了广泛的研究和应用。然而,单一的材料和结构使微纳光纤的应用受到了较强的限制,微纳光纤的功能化则提供了一种拓展微纳光纤应用范围的有效途径。常见的微纳光纤功能化方法可以分为两大类:材料功能化和结构功能化,具体的实现方法包括:直接掺杂、表面修饰、功能组装和微纳加工等。基于功能化微纳光纤,不仅可以构建更为丰富的主动型和被动型微纳光子学器件,还可以为表面等离子体、非线性光学和量子光学等基础研究提供优良的研究平台。本文中,我们以氧化硅微纳光纤为例,利用一种改进的浸没涂覆法进行表面涂覆,实现了微纳光纤的功能化。我们首先从传输模式,模场分布和色散特性三方面对功能化微纳光纤的波导特性进行了理论研究。随后,利用表面涂覆进行了微纳光纤功能化的实验研究。研究内容包括三方面:(1)微纳光纤的色散调控。利用PDMS薄膜进行氧化硅微纳光纤的表面涂覆,由于微纳光纤群速度色散取决于直径,通过改变薄膜厚度我们可以进行微纳光纤群速度色散的原位精细调控。测量结果表明,零色散波长调控的范围大于30 nm。同时,数值计算结果表明,群速度色散精细调控在四波混频和超连续产生等非线性光学研究中都具有潜在应用。(2)微纳光纤的增益功能化。从薄膜的材料功能化出发,我们采用铒镱共掺溶胶凝胶薄膜进行氧化硅微纳光纤的表面涂覆。利用表面倏逝场泵浦铒镱共掺薄膜,我们可以实现微纳光纤在C波段的增益功能化。得益于氧化硅微纳光纤较低的传输损耗和耦合损耗,我们最终在4.5 cm长的增益功能化微纳光纤上实现了0.8 dB的净增益输出。(3)微纳光纤长周期光栅的制备。从薄膜的结构功能化出发,我们利用PMMA薄膜和紫外曝光相结合的方法进行微纳光纤长周期光栅的制备,所得光栅的应变灵敏度为-1.93 pm/??,温度灵敏度为-12.75 pm/°C。由于直径较小,微纳光纤长周期光栅具有较高的轴向外力灵敏度。进一步缩小聚焦光斑还可以为我们进行复杂微纳结构加工提供可能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐天华,刘铁根,井文才,贾大功,刘丽娜;光纤布拉格光栅压力增敏机构[J];现代仪器;2005年04期
2 刘立;章鹏;吴俊;刘浩;;光纤布拉格光栅的热致衰减研究[J];材料导报;2012年12期
3 王玉田,王遂,张玉艳,王莉田;用单光纤布拉格光栅实现应力和温度同时测量[J];自动化与仪表;2001年04期
4 董兴法,仲嘉霖,开桂云,董孝义;双反射峰光纤布拉格光栅调谐与传感研究[J];传感器技术;2003年05期
5 刘丽辉,张伟刚,郭宏雷,曹晔,金龙,张昊,杨亦飞,赵启大,开桂云,董孝义;光纤布拉格光栅压力增敏的实验研究[J];中国激光;2004年10期
6 涂勤昌,张伟刚,孙磊,董孝义;光纤布拉格光栅横向应变特性的研究[J];中国激光;2004年12期
7 张晓晶,武湛君,张博明,吴春涛,杜善义;光纤布拉格光栅温度和应变交叉灵敏度的实验研究[J];光电子·激光;2005年05期
8 朱四荣,谭敏峰,郭明金,宋显辉,李卓球;光纤布拉格光栅的横向效应研究[J];武汉理工大学学报;2005年09期
9 莫德举;廖妍;傅伟铮;;光纤布拉格光栅温度传感实验特性研究[J];测控技术;2006年03期
10 吴飞;李立新;李志全;;均匀光纤布拉格光栅横向受力特性的理论分析[J];中国激光;2006年04期
11 赵洪霞;鲍吉龙;陈莹;;利用剪滞法对包覆光纤布拉格光栅应力传递规律的研究[J];中国激光;2006年05期
12 张鑫;;光纤布拉格光栅在火灾监测中的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年04期
13 顾玉娟;恽斌峰;汪弋平;崔一平;;光纤布拉格光栅的高温特性研究[J];电子器件;2007年06期
14 武斌;李毅;胡双双;蒋群杰;;双光纤布拉格光栅波长锁定器的设计与制备[J];红外与激光工程;2007年S1期
15 姚海凤;辛丽;赵海发;宋瑛琳;;级联光纤布拉格光栅光谱特性研究[J];物理实验;2009年01期
16 李鸿强;于晓刚;苗长云;李恩邦;习江涛;王瑞;张诚;张美玲;刘丽妍;;光纤布拉格光栅人体测温的关键问题研究[J];光学学报;2009年01期
17 李岚;董新永;赵春柳;孙一翎;金尚忠;张在宣;;强度解调型光纤布拉格光栅传感器的研究及进展[J];激光与光电子学进展;2010年09期
18 饶春芳;张华;冯艳;肖丽丽;叶志清;;镍金属保护光纤布拉格光栅的热处理及高温传感[J];光学精密工程;2011年09期
19 刘建胜;张晶;李昕;;全同光纤布拉格光栅单纤复用能力的研究(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2011年05期
20 马晶;车驰;于思源;谭丽英;周彦平;王健;;光纤布拉格光栅γ辐射损伤及其对光谱特性的影响[J];物理学报;2012年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李鸿强;苗长云;陈弘达;习江涛;张诚;于晓刚;王瑞;张美玲;刘宏伟;;基于光纤布拉格光栅的智能服装人体测温模型研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 武斌;李毅;胡双双;蒋群杰;;双光纤布拉格光栅波长锁定器的设计与制备[A];2007年先进激光技术发展与应用研讨会论文集[C];2007年
3 冯潇;苟怡;;光纤布拉格光栅称重系统研究[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
4 姜碧强;赵建林;秦川;江维;樊帆;黄钊;;基于倾斜光纤布拉格光栅的浓度变化过程测量[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
5 高庆;朱永;夏哲;张洁;陈伟民;;光纤布拉格光栅的通用组件化封装与温度调谐[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
6 窦小宁;葛海波;王平;;光纤布拉格光栅反射偏振相关损耗特性的研究分析[A];2013年(第五届)西部光子学学术会议论文集[C];2013年
7 宋民青;侯尚林;张保侠;黎锁平;刘延君;;光子晶体光纤布拉格光栅慢光的研究[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年
8 姚海凤;辛丽;宋瑛林;;级联光纤布拉格光栅光谱特性[A];第二届红外成像系统仿真测试与评价技术研讨会论文集[C];2008年
9 赵耀;韩正英;高业胜;;高精度光纤布拉格光栅波长测试系统[A];第十四届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2012年
10 张纪周;张晨;由静;;光纤布拉格光栅应变计在TBM掘进中的监测研究[A];和谐地球上的水工岩石力学——第三届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐忠扬;微纳光纤功能化的研究[D];清华大学;2015年
2 田丰;微纳光纤直写技术研究[D];浙江大学;2010年
3 吕昌贵;光纤布拉格光栅传输特性理论分析及其实验研究[D];东南大学;2005年
4 任文华;智能光纤传感网络中关键器件的研制和应用[D];北京交通大学;2010年
5 赵平;基于微纳光纤的无源微小光学器件的研究[D];华中科技大学;2014年
6 潘梽橼;埋入式光纤疲劳行为实验研究[D];武汉理工大学;2014年
7 黄红梅;基于FBG光谱特性的结构损伤监测技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
8 王琦;光纤EFPI/FBG传感测井系统关键技术研究[D];大连理工大学;2009年
9 高亮;微波光子技术及光纤布拉格光栅在微波及传感系统中的应用[D];南京大学;2014年
10 李晓磊;光纤传感复用扩容与组网应用研究[D];华中科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄沛;光纤布拉格光栅动态响应特性的计算和分析[D];上海交通大学;2008年
2 梁久灿;基于FBG的任意波形产生器及其梳状光源的研究[D];天津理工大学;2015年
3 王艳;基于FBG的动态测试及其在人工皮肤中的初步应用[D];山东大学;2015年
4 刘程;基于光纤布拉格光栅的电镀镍应力在线监测[D];江西师范大学;2015年
5 付婷;带温度补偿的光纤布拉格光栅压力传感器的研究[D];电子科技大学;2014年
6 牛文谦;应用于能源领域的光纤光栅传感器设计及其实验研究[D];电子科技大学;2014年
7 孙英明;基于啁啾调制信号的光纤布拉格光栅传感系统[D];哈尔滨工业大学;2014年
8 窦金林;宽频带光纤声波传感技术研究[D];电子科技大学;2015年
9 吴雪梅;普通拉锥光纤及其优化光纤环镜滤波器特性研究[D];苏州科技学院;2015年
10 王文华;掺锗光纤布拉格光栅温度特性的实验研究[D];大连理工大学;2005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
  • 010-62982499
  • 010-62783978