基于微纳光纤的通信器件研究进展

详细介绍了基于不同种类微纳光纤的光源、光耦合器、光开关和滤波器的结构、工作过程及性能参数,总结了基于微纳光纤的光纤通信器件的研究进展情况。指出微纳光纤器件的实用化是光纤通信器件的发展方向。     

微纳光纤的研究进展

简要介绍了微纳光纤的制备方法,概述了微纳光纤的光学损耗、模场分布和波导色散等传输特性。重点评述了基于微纳光纤的谐振腔、激光器、传感器等微纳光子器件的研究进展及其潜在的应用。     

微纳色散补偿光纤光栅的折射率传感特性研究

采用相位掩模法,在未经载氢处理的色散补偿光纤上刻写出多个满足相位匹配条件的光纤布喇格光栅。经过化学腐蚀法处理,分别制作了直径为20μm、17.5μm的微纳光纤光栅,实验研究了其布喇格波长与折射率的变化关系。结果表明,在实验溶液折射率测量范围内,传感器高阶模谐振波长与溶液折射率之间均呈现良好的拟合关系,折射率线性拟合灵敏度最高为28.6nm/RIU。此外,实验发现满足光纤光栅相位匹配条件的模式阶次越高,传感器对周围溶液变化感应能力越强。     

基于微纳光纤的双环谐振腔理论与实验研究

通过电场传输理论,结合实验研究深入分析了基于亚波长直径微纳光纤的串、并联双环结构.建立了两种结构的数学模型,结合得到的数学公式利用Matlab进行了数据仿真.通过实验,分别得到了两种双环结构谐振腔的实际输出光谱.实验结果与理论仿真取得了较好的吻合.     

微纳光纤的制备及其光学特性研究

在微纳光纤的制作中,制作方法和相关参数的选择与控制是影响其光学传输特性的重要因素。该文基于单模光纤,理论模拟并实验分析了熔融拉锥法和氢氟酸(HF)腐蚀法在制备微纳光纤（MNF）过程中的相关参数与传输光学特性变化规律。研究表明,在制备MNF过程中,直径从20 μm减小到0时,传输功率损耗达97%,受耦合损耗和环境折射率变化的影响,理论损耗值与实验结果虽存在一定差异,但变化规律保持一致。通过OptiFDTD软件模拟,指出倏逝场深度随着光纤直径的减小而增大,且与损耗存在非线性关系,当输入光波波长与光纤的直径相比拟时,能量几乎全部集中在光纤的表面,此时外界环境变化对光纤内光波导响应灵敏度提高,微纳光纤的这种特性在传感领域具有潜在的应用市场。     

三根平行微纳光纤耦合特性研究

微纳光纤具有大比例倏逝场传输的光学特性,相比于普通光纤,其耦合现象更加明显。利用基于有限元法的COMSOL Multiphysics软件对三根平行微纳光纤进行了详细的数值模拟研究。计算结果表明,纤芯间距改变时,三根平行微纳光纤随传输距离变化的功率耦合分布的规律是相似的,都呈周期性分布。纤芯间距不同时,耦合周期发生变化,且随着纤芯间距的增大,耦合周期也逐渐增大。且入射光的偏振态对耦合周期和耦合效率也有一定的影响。利用三根平行微纳光纤的耦合特性,设计了一种3×1微纳光纤耦合器,当选取恰当的纤芯间距和耦合区长度时,3×1微纳光纤耦合器的耦合效率最高可达93.3%。     

掺杂微纳光纤制备及应用

提出了从玻璃直接拉制微纳光纤的方法,制备了高质量的稀土掺杂微纳光纤,并使用掺杂微纳光纤研制了微光纤环形结激光器,显示了掺杂微纳光纤在有源光纤器件小型化方面的良好应用前景.     

微纳光纤直径测试技术研究

为了测量微纳光纤直径,采用了液体浸没强度检测法.首先对微纳光纤-液体圆柱形波导结构进行理论分析,得到了整根微纳光纤附加损耗与外形参量的对应关系,搭建了微纳光纤直径测试实验系统,并对两组直径不同的微纳光纤进行了测试.结果表明,直径为2.7μm时,直径测试最小分辨率约为3nm,4根微纳光纤的直径偏移量分别是40nm,30n...     

微纳纤芯/包层结构大模场单模聚合物光纤设计

提出了一种微纳纤芯/包层结构大模场单模聚合物 光纤。建立了光纤结构模型,在非 弱导近似条件下,根据波导理论,分析了微纳光纤的单模和波导特性;讨论了微纳纤芯直径 、 芯/包层折射率差以及包层直径等结构参数对微纳纤芯/包层结构聚合物光纤的模场分布、有 效 模场直径等导波特性的影响。结果表明,在传输波长λ＝650nm、微纳纤芯直径Dcore＝172μm、包层 直径Dclad＝250μm和芯/ 包层折射率差δn=0.128时,可获得有效模场直径达126.56μm和芯内能流比为10.66% 的大模场单模聚合物光纤。     

基于微纳光纤与平面光栅的复合光波导折射率传感器

利用微纳光纤强的倏逝场特性和平面光栅的折射 率周期性分布特性,设计了一种新型 的基于微纳光纤和平面光栅复合光波导折射率传感器,并利用时域有限差分(FDTD)方法,对 复合光波导的光学特性和 折射率传感特性进行了仿真研究。结果表明,本文的复合光波导的透射光谱中心波长对其周 围物质折射率变化非常敏感,灵敏度为346nm/RIU(refractive inde x unit)。     

基于碳纳米管的微纳机电器件应用研究

综述了近年来碳纳米管在微纳传感器、纳米发电机、纳米执行器、纳米电子器件、纳米收音机与薄膜扬声器等方面取得的瞩目成果及典型应用,介绍了基于碳纳米管的微纳机电器件的制造工艺、器件性能及其研究进展,指出了碳纳米管基微纳机电器件在多元化发展、工艺多样化、材料复合化、产业化工程等方面的发展趋势。     

微纳双FBG高灵敏度折射率传感特性研究

光纤布拉格光栅(FBG)的倏逝波场随着其半径的 减小而增强,从而对环境折射 率响应灵敏度同步提高,但其对折射率敏感的同时存在温度交叉敏感性;而微纳双FBG传感 器实现高灵敏度折射率传感的同时又可解决温度交叉敏感问题。本文利用2层和3层光纤纤芯 基模的色散方 程分析了微纳双FBG的折射率传感灵敏度与其半径之间的关系,发现其半径越小,折射率 传 感灵敏度越大。实验研究了不同半径的双FBG在温度补偿情况下的折射率传感灵敏度,得到 半径为0.3μm的双FBG折射率传感灵敏度为1.057μm/RIU。     

光纤微缺陷的激光检测方法

光纤是现代信息传递中的重要设备,光纤可以应用到长距离的信息传递中,主要是因为光纤传导较比传统的电线传导,具有损耗更低的特点,有效的避免信息的损失,提高信息的传输效率。但是光纤在制造时,会受到一些外在因素的,使得光纤存在一些微小的缺陷,影响光纤的信息传递质量,严重时会导致数据失真的情况。以下本文就光纤微缺陷展开探讨,并结合实际情况,科学的对激光检测方法进行选择,旨在为相关技术人员提供参考,促使光纤微缺陷可以得到有效的发现,并进行控制,促使光纤质量可以得到有效的提升,充分发挥光线的功能。     

微纳光纤传输损耗测试及实验优化

对一种结合剪断法和后向散射法测量微纳光纤传输损耗的反射式剪断法进行了优化。通过增加分光耦合器和探测器,用气凝胶固定尾纤,消除了光源波动和尾纤摆动对实验测试的影响。利用该方法测量微纳光纤传输损耗与直径的关系,实验结果表明改进后的方法,测量结果更稳定。     

基于微纳电离的有毒有害气体传感器

为了有效避免有害气体浓度的超标对经济效益和人类生命财产安全造成损害,提出并设计了一种新型检测方法,通过对微纳电离型传感器进行一系列的测试,设计的传感器展现了较强的抗弯能力及较快的响应-恢复能力。在室温常压、相对湿度75%的实验条件下,对多个浓度的苯、甲苯气体展开了测试,并基于特征噪声强度识别气体的浓度,构建了对应的识别模型。实验结果表明：传感器对有害气体检测时的测量值和真实值的拟合度可达99%以上,体现了较高的检测精度,且在检测有害气体时传感器处于可逆电离平衡状态,重复性良好,不需要进行预热、安全无毒,因此适合于应用到苯类气体的检测中,能够满足效率、精度的要求,具备了一定的实用性。     

微纳米颗粒的激光去除

微纳米颗粒的去除是半导体、微电子、微型机械、精密光学等高新技术中的关键问题,而常规清洗方法难以有效去 除。近年来国际上发展的DLC、SLC激光去除方法非常有效,本文对DLC、SLC的实验方法、去除机制、影响因素和规律等进 行综述,指出了存在的问题。     

基于塑料光纤的激光散斑特性研究

为了解决激光成像系统中的散斑问题,利用ULN2003芯片驱动喇叭振动光纤对激光成像系统中的散斑特性进行了研究。采用波长为532nm的激光作为系统光源,通过线阵CCD图像传感采集系统对激光散斑图像进行采集,对塑料光纤在不同振动频率下的激光散斑对比度进行了分析。结果表明,在光纤振动幅度不变、振动频率在0Hz~20Hz内逐渐增加时,图像散斑对比度逐渐减小;当振动频率大于16Hz时,图像的散斑对比度趋于稳定,达到良好的散斑抑制效果,可用于激光显示及激光成像等领域。     

石英光纤受辐照后的透过率研究

阐述了石英光纤的白光及几种单色光的辐照实验,发现了在中低剂量时光纤的透过率在辐照后有升高的迹象,另发现光纤近红外波段透过率对辐照产生响应的一些特点。对光纤的受辐照结果进行了分析,得到了一些有益的结论。