一、偏振保持光纤的模式双折射（论文文献综述）
唐子娟[1]（2021）在《基于光子晶体光纤的新型光纤激光器和传感器的研究》文中指出光子晶体光纤（Photonic crystal fiber,PCF）凭借其结构设计可控维度多、自由度大,能够实现传统光纤所无法实现的独特特性,如无尽单模特性、高双折射特性、高非线性特性等,而且其多孔结构也为气体、液体及金属等材料的填充修饰提供了天然的通道,成为当今光纤及光器件领域蓬勃发展的研究方向。基于PCF的滤波器,呈现出高的热稳定性、高消光比、结构紧凑等优势,为解决基于传统光纤滤波器的光纤器件中存在的诸多问题,提供了新的解决思路。本学位论文在国家自然基金面上项目等项目基金的支持下,以新型PCF滤波器研究为切入点,提出并研制出多种高性能连续波多波长光纤激光器,以及高灵敏度、结构简单、抗温度干扰的矢量曲率、拉力光纤传感器,并针对生物医学领域体液p H、呼吸氨浓度的测量需求,研制出具有生物兼容性的新型光纤生物传感器。论文取得的主要创新成果如下:1.首次提出并研制出一种基于拉锥型三芯PCF滤波器的可调谐掺铒多波长激光器。理论和实验相结合,研究拉锥型三芯PCF滤波器的拉力调谐特性。基于拉锥型三芯PCF滤波器,构建环形腔掺铒多波长激光器,实现了调谐范围分别为22.22 nm、14.36 nm、8.08 nm的可调谐单、双、三波长激光输出。其中,双波长激光实现的边模抑制比高达52 d B,波长间隔分别为自由谱宽两倍、三倍和四倍。与已报道的绝大多数基于特种光纤滤波器的激光器相比,该激光器具有优异的可调谐特性及高的激光边模抑制比,在光通信及微波光子学等领域具有广泛的应用前景。2.提出并研制出一种基于四叶草PCF模式干涉滤波器的可切换多波长激光器。建立了四叶草PCF滤波器的模式干涉理论模型,理论与实验相结合,分析滤波器的模式干涉特性及传输特性。以此为基础,构建了基于四叶草PCF滤波器的可切换掺铒多波长激光器,实现了边模抑制比达50 d B、峰值功率波动小于1.5 d B的可切换六波长激光器。与相似结构的激光器相比,边模抑制比提高了10 d B、峰值功率波动降低了2 d B。通过对滤波器施加轴向拉力,实现了波长间隔可调谐的双波长激光输出,调谐范围达41 nm,比已报道的多数具有相似结构的多波长激光器提高近一倍。3.设计并研制出一种基于拉锥型双芯PCF的弯曲曲率和应力双参量传感器。通过在熔接点处拉锥,提高了模式干涉强度;采用非对称结构的双芯PCF,实现了双弯曲方向的矢量曲率感测,感测灵敏度分别达18.29 nm/m-1和-18.13 nm/m-1。同时,该传感器对应力改变也具有良好的线性响应,实现的最高应力灵敏度为-10.65 pm/με。利用矩阵分析法,排除温度在矢量弯曲测量和拉力测量中的影响。相较其他矢量弯曲传感器,提出的传感器兼具结构简单、高灵敏度、低温度交叉敏感性且可实现多参量同时传感的显着优势。4.设计并研制出一种基于三芯PCF-赛格耐克环结构的高灵敏度拉力传感器。利用在拉力作用下三芯PCF耦合特性的改变,研制出三芯PCF拉力传感器。传感器灵敏度高达-29.8 pm/με,高于近年来报道的多数基于PCF的拉力传感器。由于三芯PCF由纯石英制成,传感器展现出极低的温度交叉灵敏度0.05με/℃。为进一步提升传感器的灵敏度,从理论上系统研究了三芯PCF模式耦合特性对传感器灵敏度的影响,研究结果表明,当光纤的占空比为0.84,理论上,在波长1561.47 nm处可将灵敏度提升两倍,为后续开展高灵敏度应力传感器提供了理论指导。5.设计并研制出一种TPPS敏感膜功能化的四叶草PCF氨气传感器。理论与实验相结合,研究TPPS敏感膜对氨气浓度的响应特性。以此为基础,利用完全填充法将TPPS染料填充至四叶草PCF包层的大空气孔中,研制出TPPS敏感膜功能化的四叶草PCF氨气传感器。实现了在0-10 ppm浓度范围内氨气的准确检测,检测精度达0.15 ppm。传感器的响应时间为150 s,且通过盐酸后处理能够实现可重复使用。TPPS染料和石英光纤均为细胞无毒性材料,满足生物兼容性氨气传感需求。本研究成果打破了目前氨气传感器检测精度无法满足生物氨气检测需求的瓶颈,对推进适合生物检测氨气传感器的发展具有重要的意义和实用价值。6.设计并研制出一种无染料的U形光纤pH传感器。采用溶胶凝胶技术将乙基纤维素包裹在二氧化硅网状基质中形成无染料的p H敏感膜。实验研究表明所制备的敏感膜具有稳定的不随p H变化的吸收特性,常温下成分均一的特性,和无细胞毒性。将该敏感膜涂覆在U形光纤上,研制出无染料的U形光纤p H传感器。实验研究了传感器的灵敏度、测量范围、精度、时间稳定性、温度稳定性及测量一致性。研究结果表明,传感器对在4.5-12.5范围内变化的溶液p H值具有良好的线性响应,在7.5-12.5 p H范围内的灵敏度为-0.42 d Bm/p H,在4.5-7.5 p H范围内为-0.14 d Bm/p H。此外,传感器展现出高的温度稳定性,在21℃-39℃温度变化范围内的p H值改变0.12 p H且不同时间段测量的p H值基本一致。传感器的测量范围高于已报道的多数无染料光纤p H传感器,且具有生物兼容性;实现的分辨率达0.02 p H,满足生物医学领域多数体液测量的精度需求。本研究成果为p H光纤生物传感器的发展及在生物医学领域的应用具有重要意义和应用价值。
滕飞[2]（2021）在《基于神经网络的熊猫保偏少模光纤设计及布里渊特性研究》文中进行了进一步梳理随着云计算和大数据时代的到来,高度集中的数据和移动服务迅猛增长,底层光网络基础设施所承载的互联网流量对服务的需求不断增长,这刺激着对网络容量扩展的探索。鉴于现有的复用技术已达到其扩展性极限,空分复用技术展现出很大的潜力。与具有有限传输能力的单模光纤相比,少模光纤可以作为空分复用网络的空间通道并提供多模式传输。同时,熊猫型保偏光纤因其偏振保持特性良好、制作工艺简单及损耗较低等优点而被广泛地研究与应用。因此,本文主要研究了同时具备多传输模式与大模式间有效折射率差的熊猫保偏少模光纤的结构设计及布里渊特性。本文的主要工作如下:（1）介绍了保偏光纤与光纤布里渊特性的研究现状,并对有限元分析方法与熊猫型保偏光纤特性进行重点说明,分析了保偏光纤的性能参数,对比了自发布里渊散射与受激布里渊散射的差异性。为熊猫保偏少模光纤的设计及布里渊特性研究提供理论依据。（2）设计了基于椭圆环纤芯的熊猫保偏少模光纤结构,该光纤结构具有一个椭圆环芯以及两个应力杆。该光纤结构设计可支持14个偏振模式,能有效地将各相邻模式分开。通过定量分析外长轴半径,椭圆环芯半径比,椭圆率,应力杆半径和应力杆与椭圆纤芯间距离等光纤结构参数对光纤性能的影响,并进行结构参数调整得到模式间最小有效折射率差为2.70×10-4,并对该结构光纤进行了宽带特征、色散和弯曲损耗等性能分析。（3）提出了基于神经网络的熊猫保偏少模光纤逆向设计方法,对所设计的熊猫椭圆环芯保偏少模光纤结构进行参数优化。主要利用构建的数据集对神经网络进行训练,并通过调整激活函数、优化器、层级结构与学习率等方式对神经网络模型进行优化,保存训练好的模型,通过数据模拟与仿真分析来对比实际数据与预测数据之间的准确性,结果表明实际值与预测值的相关系数均高于0.98,证明了该网络模型能够很好地逆向拟合光纤结构及其性能间的关系。最终得到最优化光纤结构参数,并将光纤的各模式最小有效折射率差增大到3.06×10-4,性能提升效果明显。最后,将所设计的光纤结构与同类型结构光纤进行对比,证实了该光纤结构的优势。（4）提出了基于神经网络的熊猫保偏少模光纤的布里渊特性研究方法,分析了少模光纤的单一模式与其模式叠加的布里渊特性差异。并利用所设计熊猫椭圆环芯保偏少模光纤进行实际的验证分析,具体仿真分析了各传输模式的布里渊性能包括布里渊频移、布里渊散射线宽和布里渊散射增益峰值,同时分析了模式联运谱的布里渊散射参数,最终获得了光纤中全模式叠加的布里渊散射参数。为了优化光纤的布里渊特性研究过程,将神经网络与布里渊特性仿真过程进行结合,研究结果证实神经网络模型的预测相关度高于0.99,说明该网络能够准确模拟光纤的布里渊特性并获得布里渊散射参数。综上所述,本文设计了基于椭圆环纤芯的熊猫保偏少模光纤结构,并利用神经网络与逆向设计对结构参数进行优化,同时,利用神经网络对熊猫少模光纤布里渊散射参数进行模拟与验证。本文所提出的设计方式与性能分析方法为保偏少模光纤仿真设计展示了新思路,并具有良好的泛化性。
吴徐洁[3]（2021）在《微结构光纤模间干涉型折射率传感特性的计算仿真研究》文中指出计算机仿真技术自诞生以来受到了各个领域研究人员的广泛关注,它以计算机技术为基础,根据实际问题的需求,通过建立仿真数学模型、解析定域数学模型和进行仿真实验计算三大步骤有效地模拟实际问题的演变结果。光纤传感技术在体型、检测灵敏度上都优于传统传感器,但是由于微结构光纤加工技术存在一定的难度,光纤结构参数的微小变化会对实验结果产生巨大影响,而且光纤传感器在成功投入应用之前往往需要进行大量重复实验以摸索传感参数、消除扰动因素,其过程会耗费巨大的时间及人力物力成本。因此,将计算机仿真技术应用于光纤传感不仅可以实现实验环境中无法实现的复杂结构光纤技术工艺,并且能在进行大量的仿真实验数据的处理后快速找到最优方案,提高传感精度,为实际实验操作提供切实可行的理论指导,减少实验过程中不必要的重复操作节省实验资源。本文利用计算机仿真技术模拟设计了两种微结构光纤结构并计算和分析了其模式特性及折射率传感性能,主要研究内容由以下三个方面组成:1.设计并提出了一种椭圆芯微结构光纤,包层由六层空气孔排列形成六边形阵列,利用有限元仿真方法计算了该光纤的纤芯模式特性,并建立了纤芯同偏振模式之间的Mach-Zehnder（M-Z）干涉理论模型,计算分析了其折射率传感性能及优化方案,仿真结果表明,填充空气孔的层数对纤芯同偏振模间干涉光谱的规律特性影响不大,而光纤长度越长,M-Z干涉光谱对折射率传感的响应度越低。在光纤长度5 mm,以1.39折射率液填充靠近纤芯单层空气孔时,折射率传感灵敏度最大值可达5200 nm/RIU。2.基于上述椭圆芯微结构光纤,由于椭圆纤芯的引入,该光纤具有一定的偏振相关特性,利用有限元多物理场仿真平台计算了其双折射模式特性,纤芯LP11模比LP01模具有更高的双折射,建立了纤芯LP11正交偏振模间的Sagnac干涉理论模型,仿真结果表明,干涉长度12 cm,填充单层空气孔折射率为1.39时,其干涉光谱的折射率传感灵敏度为12000 nm/RIU,为同参数M-Z干涉仪的14倍。3.提出并设计了一种双芯微结构光纤,该光纤在六边形空气孔阵列中引入两个缺陷形成对称的双芯结构,为了提高该光纤的双折射特性,计算了填充光纤右边一半空气孔时的双芯模式特性,并建立了双芯内及芯间模式的干涉理论模型,研究结果表明,双芯间同偏振的LP01和LP11模之间的干涉效应对填充折射率的响应灵敏度远远大于同芯内同偏振模间干涉传感性能,光纤长度为6 mm时,最大折射率传感灵敏度可达13800nm/RIU。另外同芯内正交偏振模间的Sagnac干涉效应显示,与非填充区域相比,填充区域的偏振干涉光谱响应提高了5倍。
阳圳[4]（2020）在《新型高双折射光纤及偏振相关型分束器的设计与特性研究》文中研究指明由于传统光纤经历了半个多世纪的发展,许多特性研究达到理论峰值,因此基于传统光纤的光通信网络无法满足如今信息时代日益增长的用户需求。光子晶体光纤作为一种特种光纤,因自身结构灵活多变从而相比于传统光纤拥有许多优异的光学特性。特别是,拥有高双折射特性的光子晶体光纤可用于制作长距离传输的保偏光纤或是制作成偏振分束器所用的光纤组件。本论文基于光波导理论和模式耦合理论,应用全矢量有限元法研究分析新型光子晶体光纤结构参数对其偏振特性、耦合特性、带宽特性的影响,主要研究成果如下:1.分析了光子晶体光纤纤芯处添加椭圆孔及纤芯掺锗对双折射特性的影响,在此基础上设计了一种正八边形包层结构的新型光子晶体光纤。参数优化和数值结果表明,常用通信波长1550 nm处,新型光子晶体光纤具有高双折射特性且双折射值为1.25×10-2,两正交偏振态的限制损耗分别为5.048×10-9 d B·m-1和4.165×10-8 d B·m-1,两正交偏振态非线性系数分别为35.84 km-1·W-1和34.09 km-1·W-1,长距离单模传输带宽为196 nm。2.分析了不同包层结构双芯光子晶体光纤的耦合特性曲线的变化,发现压缩结构可以使两个正交偏振方向的耦合长度产生较大差异。研究了石墨烯表面等离子体激元模式与纤芯模式随波长变化的关系。基于模式耦合理论,设计了一种包层空气孔压缩排列的双芯光子晶体光纤偏振分束器。研究结果表明,该双芯光子晶体光纤偶模双折射值为2.22×10-3,奇模双折射值为1.05×10-3。偏振分束器长度为664μm,在波长1550 nm处,分光比为-72.4 d B,工作带宽为75 nm,包含了常规通信信号的C波段,且器件的插入损耗很小。3.设计了一种超宽带偏振分束器,分析了光纤参数变化对耦合长度和耦合长度比的影响。研究结果表明,当器件尺寸为4.038 mm,在波长为1550 nm时,偏振分束器分光比为-72.7 d B,分光比小于-20 d B的工作带宽为618 nm,覆盖波长为1040 nm至1658 nm,且当部分光纤参数变化±1%时,宽带偏振分束器依然能保持良好的工作性能。
巩雁冰[5]（2020）在《磷酸盐软玻璃的制备及其保偏光纤双折射特性的研究》文中认为偏振保持光纤作为一种特种光纤,可以使得光波在传输过程中的偏振态得以维持,在这四十年间在诸多方面应用中蓬勃发展,例如在光纤通讯、光学元件、传感器件、航空航海乃至军事应用等领域上都有很大的应用前景。因此保偏光纤成为了国内外研究的重点课题,被越来越多的专家学者所关注。研究人员利用不同的原理,使得保偏光纤获得了更高的双折射系数。80年代后,保偏光纤的应用也越来越多元化。本文首先介绍了保偏光纤双折射的相关原理,并且提出了一种设计思路,自行研究制备了一种P2O5--K2O--BaO--Al2O3磷酸盐玻璃材料,利用其高热膨胀系数差的特点,替代了传统应力区高掺硼区的材料。其制备的应力区与纤芯或包层玻璃实现了折射率的匹配,同时有着较大的热膨胀差异化,实现了对于保偏光纤进行材料的优化。同时在制备过程中进行了磷酸盐玻璃除水工艺的相关优化工作,发现羟基（OH--）在制备磷酸盐玻璃时对于玻璃的光学性能影响较大。通过研究可逆反应的化学方程式,采用鼓泡法与气氛保护法进行除水工艺的优化实验,最终实现了高品质的磷酸盐玻璃的制备。然后通过引入几种不同横截面构型的保偏光纤,利用有限元法做对比分析。与传统保偏光纤采用石英与锗硼混合掺杂作为应力区材料不同,本文选择磷酸盐玻璃作为保偏光纤的基质材料,并成功进行了制备工作。随后选取该磷酸盐玻璃的相关参数对保偏光纤的双折射值进行了模拟计算。发现其双折射系数比传统保偏光纤有着明显的提升。最后研究了基于磷酸盐玻璃细径保偏光纤的几何双折射,通过设计纤芯形状,讨论了纤芯弧度对于双折射的影响。通过模拟实验,发现梭型的纤芯形状其双折射比起圆型或者椭圆型的纤芯具有更大的双折射系数,为进一步提高保偏光纤的双折射系数提供了新的思路。
白若兰[6]（2020）在《应力型保偏光纤及其偏振分束研究》文中进行了进一步梳理光纤系统传输速率以及光纤陀螺仪等仪器对光纤偏振态的要求日益增高,促使了人们对偏振态系统控制等问题的研究。为了克服单模光纤在通信过程中呈现出偏振模色散的现象,我们在传统单模光纤的包层内人为设计应力区或增大纤芯的椭圆度,致使纤芯中产生了不对称的应力场,从而获得了偏振保持特性优异的保偏光纤。保偏光纤在相干通信、传感等领域均起着决定性的作用。因此,对保偏光纤的分析及其应用的拓展是至关重要的。本课题主要是在前人的基础上,对熊猫型保偏光纤、领结型保偏光纤的光学特性进行分析与总结,并在熊猫型保偏光纤的基础上,提出一种应力型双芯光纤可调谐偏振分束器。主要工作内容如下:本文首先对本课题的研究背景与意义进行介绍,并分析保偏光纤、双芯光纤和偏振分束器的国内外发展现状。其次研究了光纤波动传输理论与光弹性理论,简单介绍光纤数值分析方法以及有限元法模拟仿真软件。随后基于有限元法建立熊猫型保偏光纤和领结型保偏光纤模型,分析光纤截面的应力分布情况与双折射形成原因,通过改变应力区结构参数,来探究应力型保偏光纤的双折射变化趋势。然后介绍应力型双芯光纤偏振分束器的工作原理及性能指标,选择计算归一化功率差值绝对值的方法对偏振分束器长度进行计算。最后,通过对应力型双芯光纤偏振分束器的模场和特性分析,我们提出了一种可通过调控工作温度能够实现可实时调谐的偏振分束器,且该器件有较小的长度、较宽的工作带宽等优点。
朱方祥[7]（2020）在《高工作功率光纤的设计与特性研究》文中研究说明光纤发展至今已经有50年的历史,光纤被开发出越来越多新的用途。伴随光纤一起发展的光纤激光器也已经成为世界的主流,具有更低的成本和更优异的性能。光纤激光器正往更高功率发展,包括更高的平均功率和更高的峰值功率,而光纤必将面临功率承受限制的问题。能承受高功率的光纤必须具有较大的纤芯尺寸或大部分能量在空气中传输而不是在光纤介质中,前者采用光子晶体光纤（PCF）会更具优势,后者则采用空芯光纤,尤其是负曲率空芯光纤。当前对激光束的应用更多是利用基模或均匀偏振态光,而涡旋光束已被广泛应用于众多研究领域,具有巨大的潜力输出,然而涡旋光束的激光器还处于实验室阶段,未来有待进一步开发和商业化。除了自由空间中的涡旋光束,光纤中的涡旋光束也逐渐被人们挖掘出来。本文研究了负曲率空芯光纤的泄漏损耗特性和光纤内的能量分布特性。演示了光纤实现低传输损耗或有效单模的设计方法,以及光纤具有高损伤阈值的原因。本文还提出了一种全新的涡旋场光纤设计方案,利用热应力双折射导致高阶矢量场之间的模式双折射,用于稳定传输涡旋光束,且可以实现低数值孔径（NA）和大模场面积。该新型光纤主要面向高功率涡旋光束的传输甚至是增益,亦可应用于其它高折射率差环形纤芯光纤所涉及的领域。本文内容主要涉及以下几点:1、介绍了光纤和涡旋光束的一些基本理论、应用和发展现状等。2、研究了负曲率空芯光纤的泄漏损耗特性和光纤内的能量分布特性,用有限元法数值仿真进行了理论研究。3、提出了一种新型涡旋场光纤的设计方案,可以稳定传输涡旋光束,且能够实现低NA和大有效模场面积,因此可以支持高功率涡旋光束传输。详细推算了该新型涡旋场光纤的热应力场分布和双折射分布,提供了设计的基本理论。并且通过有限元法仿真,提供了两种设计方案,从理论上论证了新型涡旋场光纤的优势和实现的可能性。
王宝库[8]（2020）在《太赫兹微结构保偏光纤及其偏振分束特性研究》文中指出太赫兹波因其频谱处于红外和微波之间的特殊位置,具有一系列独特的优异特性,已广泛应用于通讯、成像、检测及传感领域。微结构光纤具有高双折射、低损耗特性,适合用于太赫兹波的保偏传输。经过前期调研发现,目前大多数太赫兹保偏光纤为高双折射太赫兹光纤,太赫兹保偏光纤用于偏振分束的工作频率比较单一。为了解决这两个问题,本文设计了两种新型太赫兹微结构保偏光纤:一种是单偏振太赫兹光子晶体光纤,该光纤可以在较宽的工作带宽内实现太赫兹波的单偏振传输;另一种是用于可调谐偏振分束的高双折射双芯太赫兹光纤,该光纤可以将两个正交的偏振模分束成线偏振光,并且其工作频率可在较宽的频率范围内调节。对于所设计的单偏振太赫兹光子晶体光纤,其包层为方形晶格,纤芯为实芯。在纤芯周围选定的几个空气孔中引入了介电常数接近为零（epsilon-near-zero,ENZ）的材料,并在纤芯区域掺杂了增益材料。该光纤在0.960-1.307 THz（带宽为0.347 THz）频率范围内最小损耗差为13.2 dB。只需1.52 cm的光纤长度就可以在较宽的工作带宽内实现单偏振太赫兹传输,不需要的模式的损耗在整个工作频带上要比需要的模式的损耗高20 dB以上。该单偏振太赫兹光子晶体光纤特性受到增益材料的增益因子、增益区域的直径及纤芯两侧空气孔的直径等参数的影响。对于所设计的用于可调谐偏振分束的高双折射双芯太赫兹光纤,每个纤芯为有两个椭圆空气孔的椭圆聚合物。该双芯太赫兹偏振分束光纤在中心频率1 THz处,其分束长度为0.865 cm,传输损耗小于0.13 dB,消光比优于-10 dB的工作带宽为0.033 THz。此外,提出并证明了一种在光纤外侧施加的压力来调节偏振分束光纤的工作频率的有效方法,该方法实现了太赫兹偏振分束光纤的可调谐功能。本文所设计的具有宽带宽、大损耗差的单偏振太赫兹光子晶体光纤和具有结构紧凑、低传输损耗、宽带宽的可调谐太赫兹偏振分束光纤在精密光学仪器、光通信系统、传感器等领域具有潜在的应用前景。
戴彬[9]（2020）在《新型微结构光纤的设计制备及其传感特性研究》文中研究表明微结构光纤凭借结构灵活、性能优异的显着优势在数十年间受到了国内外科学研究者的广泛关注。随着微结构光纤制备和后处理技术的发展和完善,微结构光纤传感也开启了光纤传感领域的全新篇章。微结构光纤的设计制备和后处理对传感性能实现与增强发挥着关键作用。在光纤传感中,光纤模式特性对光纤干涉仪和长周期光栅性能会产生根本影响。微结构光纤可通过结构和材料优化直接实现适用于传感的固有光学特性,微结构光纤后处理则可通过光纤结构物理形变和折射率分布变化增强光纤模式特性。因此,本文的主要工作围绕微结构光纤设计制备、后处理和传感特性研究三方面展开:设计并制备了三种适用于光纤传感的微结构光纤,采用后处理手段增强光纤传感性能,实验研究基于特殊设计和后处理微结构光纤的传感特性。本文首先简要介绍了微结构光纤导光原理及分类、微结构光纤传感器件和微结构光纤后处理技术。从理论分析和以全矢量有限元法为代表的仿真计算方法出发,通过包层几何不对称方法设计了两种结构双折射微结构光纤,实现了单一材料下的光纤高双折射特性;通过中心单一空气孔环形掺杂方式设计了一种环形芯空芯光纤,实现了对模式间干涉和反谐振反射光波导效应的有效抑制;通过包层周期缺失排布方式设计了一种包层缺失型全固微结构光纤,实现了强烈纤芯模式和包层模式在光纤中的共存。采用MCVD离子掺杂技术和堆叠-拉丝技术制备得到了设计结构和光学特性还原度较高的光纤,进行了光纤模式特性相关的验证测试。根据微结构光纤结构和光学特性及传感应用不同,采用以二氧化碳激光加工、液体填充和酸腐蚀处理为代表的微结构光纤后处理技术,对光纤传感性能进行增强。通过热致周期拉锥制备了一种适用于液体填充的空芯长周期光栅,并采用液体填充方法实现了空芯长周期光栅纤芯管理与调谐;通过热致锗元素周期扩散方法制备了一种适用于高温传感的长周期光栅;通过基于氢氟酸腐蚀处理的方法实现了有利于提升折射率传感性能的光纤包层模式倏逝场增强。通过搭建光纤传感实验平台,实验研究了微结构设计和后处理对传感特性的实现与增强效果。在双折射微结构光纤扭转传感与温度响应实验中,混合型和一字型双折射微结构光纤在Sagnac干涉仪中均表现出良好扭转传感特性,其中一字型微结构光纤以1.26×10-3的高双折射表现出温度不响应特性。在温度传感实验中,液体填充型空芯长周期光栅实现了纤芯模式管理和温度灵敏度增强,最高线性温度灵敏度提升了50余倍,可达-0.618 nm/℃,且可稳定工作于-10℃低温环境。在高温传感实验中,基于高数值孔径光纤的热致元素扩散型长周期光栅经退火处理后,在室温至700℃的反复升温、降温过程中表现出稳定性能,线性温度灵敏度均达0.1 nm/℃。在折射率传感实验中,酸腐蚀处理的包层缺陷型全固微结构光纤在马赫-曾德干涉仪中表现出机械强度良好和温度不响应的折射率传感特性,最高线性折射率灵敏度达2183.6 nm/RIU。
夏冰清[10]（2020）在《基于侧抛光纤的流体控制系统模式特征及传感特性研究》文中进行了进一步梳理微结构光纤（Microstructured optical fibers,MOF）具有独特的包层结构,能够通过材料集成实现光与物质的相互作用。然而传统材料集成技术的弊端在于无法在光信号实时监测过程中对填充材料进行混合、替换等操作。而光纤流体控制技术的出现,打破了这一局限,实现在光信号监测过程中对流体材料进行折射率、浓度等相关特性进行检测。因此,研究结构稳定、设计灵活、集成度高的流体控制技术,具有重要的学术意义。本文基于对流体系统理论模型的模式分析,设计并实现了一种基于侧抛光纤的流体控制系统。在理论部分进行了基于双折射特性和谐振特性的模式特征分析,明晰了模式之间的作用过程,奠定了系统搭建的理论基础;然后通过制备侧抛光纤、解决熔接对准及参数问题,实现了填充快、集成度高的流体传感系统;最后对流体系统进行材料集成,研究了其传感特性。主要研究内容如下:1.通过对侧抛光纤抛磨方案的设计,提出了三种典型抛磨形状及相应的流体控制系统理论模型。针对不同的抛磨形状和深度的模型进行了基于双折射特性的模式特征分析,利用能产生高双折射的两种方案实现了Sagnac干涉仪对折射率的传感,分别得到了3659.54 nm/RIU和3123.76 nm/RIU的折射率灵敏度。然后设计了两种不同深度的抛磨方案来实现纤芯与包层之间的谐振耦合,并研究了最强谐振点对折射率和温度的传感特性,得到了-6338nm/RIU和2.5nm/℃的调谐灵敏度。2.利用轮式机械研磨法,采用粗磨、细磨、精抛、火抛光的制作工艺,解决了表面质量差、光功率损耗低的问题。为了实现单侧五层空气孔流体通道的搭建,对抛磨参数进行设计,制备了抛磨长度达2 cm、深度达57μm的侧抛光纤（Side Polished Fiber,SPF）。并解决了光纤端面的对准和熔接参数的优化两大技术难点,成功进行了侧抛光纤与微结构光纤的熔接,从而实现了流体通道的搭建。3.利用压力装置辅助两种高折射率温敏液体从侧向开口进入流体通道产生了光子带隙效应,并利用高精度温控箱对内部流体材料的折射率进行调控,来研究了本文提出的流体控制系统在较小折射率范围内的折射率传感特性,得到了线性度良好的响应结果,且折射率灵敏度分别高达6457.76nm/RIU和6025.85 nm/RIU。
二、偏振保持光纤的模式双折射（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、偏振保持光纤的模式双折射（论文提纲范文）
（1）基于光子晶体光纤的新型光纤激光器和传感器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要缩略词对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 光子晶体光纤概述 |
| 1.2 基于光子晶体光纤的滤波器 |
| 1.2.1 基于保偏光子晶体光纤的Sagnac环 |
| 1.2.2 基于PCF的在纤式模式干涉仪 |
| 1.2.3 基于PCF的法布里珀罗干涉仪 |
| 1.2.4 基于多芯光子晶体光纤的滤波器 |
| 1.3 基于PCF滤波器的多波长光纤激光器 |
| 1.3.1 可切换多波长光纤激光器 |
| 1.3.2 可调谐多波长光纤激光器 |
| 1.4 基于PCF滤波器的光纤传感器 |
| 1.4.1 PCF传感器用于结构健康监测 |
| 1.4.2 敏感膜功能化的生物医学光纤传感器 |
| 1.5 本文主要的研究内容 |
| 2 基于多芯光子晶体光纤滤波器的可调谐多波长激光器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多芯光纤的耦合模理论 |
| 2.2.1 双芯耦合模方程的推导 |
| 2.2.2 多芯耦合理论 |
| 2.3 DCPCF滤波器 |
| 2.3.1 DCPCF模式及耦合特性 |
| 2.3.2 基于DCPCF耦合型滤波器 |
| 2.3.3 实验结果及关键技术 |
| 2.4 基于DCPCF-MZI复合滤波器的可调谐双波长激光器 |
| 2.4.1 MZI滤波器的原理 |
| 2.4.2 复合滤波器的传输特性 |
| 2.4.3 基于DCPCF-MZI滤波器的激光器的结构及原理 |
| 2.4.4 激光输出特性分析 |
| 2.5 TCPCF滤波器 |
| 2.5.1 TCPCF模式特性分析 |
| 2.5.2 基于TCPCF的耦合型滤波器 |
| 2.6 基于锥形TCPCF滤波器的可调谐多波长激光器 |
| 2.6.1 锥形TCPCF滤波器的耦合特性 |
| 2.6.2 锥形TCPCF滤波器的制作及传输特性 |
| 2.6.3 基于锥形TCPCF滤波器的激光器结构 |
| 2.6.4 影响激光可调谐特性的参数分析 |
| 2.6.5 多波长可调谐激光输出及稳定性测试 |
| 2.7 小结 |
| 3 基于光子晶体光纤滤波器的可切换多波长激光器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于PMPCF-SI滤波器的多波长激光器及输出稳定性研究 |
| 3.2.1 PMPCF的双折射特性分析 |
| 3.2.2 基于PMPCF的 Sagnac干涉仪理论 |
| 3.2.3 PMPCF-SI滤波器制作及传输特性分析 |
| 3.2.4 多波长激光器的结构及输出特性分析 |
| 3.2.5 PMPCF对输出激光稳定性的影响 |
| 3.3 基于四叶草PCF模式干涉型滤波器的多波长激光器 |
| 3.3.1 FLCPCF的模式特性分析 |
| 3.3.2 FLCPCF滤波器的原理及制作 |
| 3.3.3 滤波器传输谱特性分析 |
| 3.3.4 激光器结构及输出分析 |
| 3.3.5 激光器可调谐特性分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 基于多芯光子晶体光纤的传感技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于双锥形DCPCF的多参量传感器 |
| 4.2.1 传感器结构及传感机制 |
| 4.2.2 传感器制备及传输谱分析 |
| 4.2.3 矢量曲率传感特性 |
| 4.2.4 拉力传感特性 |
| 4.2.5 温度传感特性 |
| 4.2.6 传感器性能优化 |
| 4.3 基于TCPCF的拉力传感器 |
| 4.3.1 拉力传感机制 |
| 4.3.2 拉力灵敏度的理论计算 |
| 4.3.3 传感器制作及传输谱测量 |
| 4.3.4 拉力传感测试及结果 |
| 4.3.5 传感器性能分析 |
| 4.3.6 灵敏度优化 |
| 4.4 小结 |
| 5 敏感膜功能化的生物医学光纤传感器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于倏逝波的光纤传感理论 |
| 5.2.1 直线形EW光纤传感机制 |
| 5.2.2 U形光纤的EW传感理论 |
| 5.3 TPPS染料功能化的FLCPCF氨气传感器 |
| 5.3.1 FLCPCF的特性分析 |
| 5.3.2 TPPS染料膜的吸收特性 |
| 5.3.3 FLCPCF传感器的制备 |
| 5.3.4 传感器的实验测试系统与传输特性 |
| 5.3.5 传感性能分析 |
| 5.4 无染料薄膜功能化的U形光纤PH传感器 |
| 5.4.1 U形光纤的特性分析及制作 |
| 5.4.2 EC/Sol-gel敏感膜的原理及制备 |
| 5.4.3 敏感膜的特性分析 |
| 5.4.4 传感器的制备及传输特性 |
| 5.4.5 传感器的性能分析 |
| 5.4.6 传感器应用前景的讨论分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 结束语 |
| 6.1 本论文的研究成果总结 |
| 6.2 下一步拟开展的工作 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）基于神经网络的熊猫保偏少模光纤设计及布里渊特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 保偏光纤研究现状 |
| 1.2.2 光纤布里渊特性研究现状 |
| 1.3 论文主要工作及成果 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 光纤的仿真理论及布里渊特性 |
| 2.1 光纤的仿真分析方法 |
| 2.2 保偏光纤的特性分析 |
| 2.2.1 保偏光纤的特性及分类 |
| 2.2.2 保偏光纤性能参数 |
| 2.3 熊猫型保偏光纤分析 |
| 2.4 光纤中的布里渊散射效应 |
| 2.4.1 自发布里渊散射 |
| 2.4.2 受激布里渊散射 |
| 2.5 本章小节 |
| 第三章 基于神经网络的熊猫椭圆环芯保偏少模光纤设计 |
| 3.1 熊猫椭圆环芯保偏少模光纤的结构设计 |
| 3.2 熊猫椭圆环芯保偏少模光纤的参数优化 |
| 3.2.1 椭圆环纤芯的参数优化 |
| 3.2.2 应力杆的参数优化 |
| 3.3 熊猫椭圆环芯保偏少模光纤的性能分析 |
| 3.3.1 宽带特征分析 |
| 3.3.2 色散分析 |
| 3.3.3 弯曲损耗分析 |
| 3.4 基于神经网络的光纤逆向设计 |
| 3.4.1 逆向设计整体思路 |
| 3.4.2 数据集构建及网络建模 |
| 3.4.3 预测数据与实际数据结果对比 |
| 3.4.4 最优化光纤结构参数及性能 |
| 3.5 相近结构保偏少模光纤对比 |
| 3.6 本章小节 |
| 第四章 基于神经网络的熊猫少模光纤布里渊特性研究 |
| 4.1 少模光纤的布里渊散射参数 |
| 4.1.1 单一模式分析 |
| 4.1.2 模式叠加分析 |
| 4.2 熊猫少模光纤各传输模式的布里渊性能分析 |
| 4.2.1 布里渊频移 |
| 4.2.2 布里渊散射线宽 |
| 4.2.3 布里渊散射峰值增益 |
| 4.3 熊猫少模光纤模式叠加的布里渊性能分析 |
| 4.4 熊猫少模光纤布里渊特性数据集构建与神经网络建模 |
| 4.5 正向预测效果对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 前景展望 |
| 参考文献 |
（3）微结构光纤模间干涉型折射率传感特性的计算仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 模间干涉型光纤传感器件的研究进展 |
| 1.2.1 锥形微纳光纤模间干涉器件 |
| 1.2.2 错位熔接光纤模间干涉器件 |
| 1.2.3 嵌入异种光纤模间干涉器件 |
| 1.3 基于微结构光纤的传感器研究进展 |
| 1.3.1 基于微结构光纤的光纤传感器件 |
| 1.3.2 基于选择性填充的微结构光纤折射率传感器件 |
| 1.4 本文主要研究内容和创新点 |
| 第二章 微结构光纤理论建模及其干涉机理仿真 |
| 2.1 数值分析法 |
| 2.1.1 光束传输法 |
| 2.1.2 有效折射率法 |
| 2.1.3 平面波展开法 |
| 2.1.4 有限差分法 |
| 2.1.5 有限元法 |
| 2.2 多物理场仿真平台Comsol Multiphysics简介 |
| 2.3 光纤Mach-Zehnder干涉仪及其原理 |
| 2.3.1 M-Z干涉仪的结构 |
| 2.3.2 M-Z干涉仪的基本原理 |
| 2.4 光纤Sagnac干涉仪及其原理 |
| 2.4.1 Sagnac干涉仪的结构 |
| 2.4.2 Sagnac干涉仪的基本原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 椭圆芯微结构光纤干涉仪的折射率传感特性仿真研究 |
| 3.1 椭圆芯微结构光纤的模式特性 |
| 3.1.1 椭圆芯微结构光纤结构参数设置 |
| 3.1.2 椭圆芯微结构光纤的模式计算及仿真 |
| 3.1.3 椭圆芯微结构光纤模式特性分析 |
| 3.2 椭圆芯微结构光纤的M-Z干涉仪及其折射率传感特性仿真分析 |
| 3.2.1 基于椭圆芯微结构光纤的M-Z干涉仪 |
| 3.2.2 干涉长度优化折射率传感性能的计算分析 |
| 3.2.3 填充空气孔层数优化折射率传感性能的计算分析 |
| 3.3 椭圆芯微结构光纤的Sagnac干涉仪及其折射率传感特性仿真分析 |
| 3.3.1 基于椭圆芯微结构光纤的Sagnac干涉仪 |
| 3.3.2 填充单层空气孔的折射率传感性能分析 |
| 3.3.3 Sagnac干涉仪与M-Z干涉仪的传感性能对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 双芯微结构光纤模间干涉型折射率传感特性仿真研究 |
| 4.1 双芯微结构光纤的模式特性 |
| 4.1.1 双芯微结构光纤结构参数设置 |
| 4.1.2 双芯微结构光纤模式特性分析 |
| 4.2 双芯微结构光纤的M-Z干涉仪及其折射率传感特性仿真分析 |
| 4.2.1 基于双芯微结构光纤的M-Z干涉仪 |
| 4.2.2 M-Z干涉模式的选择及其折射率传感性能 |
| 4.2.3 干涉长度优化折射率传感性能的计算分析 |
| 4.3 双芯微结构光纤的Sagnac干涉仪及其折射率传感特性仿真分析 |
| 4.3.1 基于双芯微结构光纤的Sagnac干涉仪 |
| 4.3.2 正交干涉模式的选择及其折射率传感性能 |
| 4.3.3 干涉长度优化折射率传感性能的计算分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）新型高双折射光纤及偏振相关型分束器的设计与特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光子晶体光纤简介 |
| 1.2.1 光子晶体光纤的背景 |
| 1.2.2 光子晶体光纤的特性及应用 |
| 1.3 高双折射光子晶体光纤的研究现状 |
| 1.4 偏振分束器简介 |
| 1.4.1 偏振分束器的介绍 |
| 1.4.2 基于光子晶体光纤偏振分束器的研究现状 |
| 1.5 本论文的主要工作 |
| 第二章 光子晶体光纤基本理论研究 |
| 2.1 电磁场理论 |
| 2.2 数值研究方法 |
| 2.2.1 有效折射率法 |
| 2.2.2 平面波展开法 |
| 2.2.3 全矢量有限元法 |
| 2.2.4 边界条件 |
| 2.3 光纤中模式耦合理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 新型高双折射光子晶体光纤的研究 |
| 3.1 纤芯结构参数对光子晶体光纤双折射特性的影响 |
| 3.1.1 纤芯单个椭圆空气孔的添加 |
| 3.1.2 纤芯双椭圆空气孔的添加 |
| 3.1.3 纤芯掺杂锗离子 |
| 3.2 新型高双折射光子晶体光纤的设计 |
| 3.2.1 光纤结构设计 |
| 3.2.2 光纤特性分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 双芯光子晶体光纤偏振分束器的研究 |
| 4.1 双芯光子晶体光纤偏振分束器的理论基础 |
| 4.1.1 双芯光子晶体光纤中的模式耦合分析 |
| 4.1.2 偏振分束器工作原理及性能指标 |
| 4.2 双芯光子晶体光纤偏振分束器的初步设计 |
| 4.2.1 正方形、正六边形和正八边形包层结构的比较 |
| 4.2.2 正六边形和压缩六边形包层结构的比较 |
| 4.2.3 横向压缩水平孔间距变化的比较 |
| 4.2.4 表面等离子体激元模式对耦合特性的影响 |
| 4.3 空气孔压缩排列的双芯光子晶体光纤偏振分束器 |
| 4.3.1 空气孔压缩排列的双芯光子晶体光纤的结构设计 |
| 4.3.2 空气孔压缩排列的双芯光子晶体光纤的参数优化 |
| 4.3.3 偏振分束器的特性分析 |
| 4.4 宽带偏振分束器的设计 |
| 4.4.1 矩形双芯光子晶体光纤的结构设计 |
| 4.4.2 矩形双芯光子晶体光纤的参数优化 |
| 4.4.3 偏振分束器的特性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 致谢 |
（5）磷酸盐软玻璃的制备及其保偏光纤双折射特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 保偏光纤简介 |
| 1.3 保偏光纤的国内外研究现状 |
| 1.4 保偏光纤的应用前景 |
| 1.4.1 光纤传感器 |
| 1.4.2 激光器应用 |
| 1.4.3 光学器件 |
| 1.4.4 通信系统 |
| 1.5 本论文主要研究的目的及意义 |
| 1.6 本论文研究内容及框架 |
| 第2章 保偏光纤的理论模型、相关机理 |
| 2.1 保偏光纤的性能参数 |
| 2.1.1 双折射B |
| 2.1.2 拍长L_b |
| 2.1.3 消光比与串音 |
| 2.2 保偏光纤的传输理论 |
| 2.2.1 几何光学方法分析 |
| 2.2.2 波动光学方法分析 |
| 2.3 光弹性理论 |
| 2.4 热应力双折射的理论分析 |
| 2.5 有限元法 |
| 2.6 基于有限元法的Comsol Multiphysics简介 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 用于保偏光纤基质材料的磷酸盐软玻璃的制备及测试 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 磷酸盐玻璃介绍 |
| 3.2.1 玻璃结构理论的进展 |
| 3.2.2 磷酸盐玻璃 |
| 3.2.3 磷酸盐玻璃基质中常见组分的作用 |
| 3.3 玻璃制备工艺及检测 |
| 3.3.1 计算组分配比 |
| 3.3.2 包层玻璃组分的设计依据 |
| 3.3.3 磷酸盐玻璃的熔融机理 |
| 3.3.4 样品制备方法流程 |
| 3.3.5 除水工艺的改进 |
| 3.3.6 样品性能的检测与计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于磷酸盐软玻璃的应力致偏型保偏光纤模拟 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 折射原理及计算介绍 |
| 4.2.1 双折射理论基础 |
| 4.2.2 计算前置介绍 |
| 4.3 相关计算及分析 |
| 4.3.1 熊猫型保偏光纤的计算及分析 |
| 4.3.2 椭圆型保偏光纤的计算及分析 |
| 4.3.3 领结型保偏光纤的计算及分析 |
| 4.4 制备工艺局限性 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 基于磷酸盐玻璃的细径保偏光纤的几何双折射研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 细径保偏磷酸盐光纤的设计及分析 |
| 5.2.1 椭圆形纤芯的领结型PMF的模拟 |
| 5.2.2 星形与梭形纤芯领结型PMF双折射模拟 |
| 5.3 梭形芯PMF纤芯边界弧度对双折射影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（6）应力型保偏光纤及其偏振分束研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 保偏光纤研究现状 |
| 1.2.2 双芯光纤研究现状 |
| 1.2.3 偏振分束器研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 保偏光纤的基本理论及其研究方法 |
| 2.1 光纤传输基本理论 |
| 2.1.1 射线理论 |
| 2.1.2 波动理论 |
| 2.2 光弹性理论 |
| 2.2.1 应力与折射率关系 |
| 2.2.2 应变与折射率关系 |
| 2.3 光纤数值分析方法 |
| 2.3.1 光纤数值分析方法 |
| 2.3.2 有限元分析法 |
| 2.4 应力型保偏光纤特性 |
| 2.4.1 光纤热应力的有限元法 |
| 2.4.2 光纤的模式特性 |
| 2.4.3 光纤的色散特性 |
| 2.4.4 光纤模式的双折射特性 |
| 2.5 有限元软件COMSOL Multiphysics软件简介 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 应力型保偏光纤的光学特性分析 |
| 3.1 熊猫型保偏光纤 |
| 3.1.1 熊猫型保偏光纤结构设计 |
| 3.1.2 熊猫型保偏光纤模式特性分析 |
| 3.1.3 熊猫型保偏光纤模式双折射特性分析 |
| 3.1.4 熊猫型保偏光纤应力区对双折射影响 |
| 3.2 领结型保偏光纤 |
| 3.2.1 领结型保偏光纤结构设计 |
| 3.2.2 领结型保偏光纤模式特性分析 |
| 3.2.3 领结型保偏光纤模式双折射特性分析 |
| 3.2.4 领结型保偏光纤应力区对双折射影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于应力型双芯光纤的可调谐偏振分束器 |
| 4.1 应力型双芯光纤偏振分束器 |
| 4.1.1 偏振分束器的耦合原理 |
| 4.1.2 偏振分束器的性能指标 |
| 4.2 应力型双芯光纤偏振分束器的设计思路 |
| 4.2.1 应力型双芯光纤偏振分束器结构设计 |
| 4.2.2 应力型双芯光纤偏振分束器模场分析 |
| 4.2.3 偏振分束器的长度计算方法 |
| 4.3 应力型双芯光纤偏振分束器的优化设计 |
| 4.3.1 应力型双芯光纤偏振分束器特性分析 |
| 4.3.2 基于应力型双芯光纤可调谐偏振分束器 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）高工作功率光纤的设计与特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤与光纤激光器 |
| 1.2 空芯光纤 |
| 1.3 高阶模的开发利用——涡旋光束 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 光纤理论 |
| 2.1 阶跃折射率光纤的基本理论 |
| 2.2 反共振空芯光纤的基本理论 |
| 第三章 涡旋光束的基本理论 |
| 3.1 自由空间中的涡旋光束 |
| 3.2 光纤中的涡旋光束 |
| 第四章 负曲率空芯光纤的泄漏损耗与能量分布特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光纤特性研究 |
| 4.3 结论 |
| 第五章 新型涡旋场光纤的设计与特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基本理论 |
| 5.2.1 新型涡旋场光纤的热应力分布 |
| 5.2.2 新型涡旋场光纤的双折射 |
| 5.2.3 新型涡旋场光纤的数值仿真方法 |
| 5.3 光纤设计与特性研究 |
| 5.3.1 第一种结构 |
| 5.3.2 第二种结构 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 指导教师对研究生学位论文的学术批语 |
| 答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（8）太赫兹微结构保偏光纤及其偏振分束特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太赫兹技术背景 |
| 1.1.1 太赫兹波 |
| 1.1.2 太赫兹波导 |
| 1.2 太赫兹微结构保偏光纤及其偏振分束的研究进展 |
| 1.2.1 太赫兹单偏振保偏光纤 |
| 1.2.2太赫兹偏振分束光纤 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 太赫兹微结构光纤理论基础 |
| 2.1 微结构光纤导光机理 |
| 2.2 微结构光纤的传输特性 |
| 2.2.1 双折射 |
| 2.2.2 能量分数 |
| 2.2.3 损耗 |
| 2.3 微结构光纤的数值计算方法 |
| 2.3.1 常用的数值计算方法 |
| 2.3.2 有限元法 |
| 2.3.3 完美匹配层边界条件 |
| 2.4 有限元软件COMSOL Multiphysics |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 单偏振太赫兹光子晶体光纤 |
| 3.1 单偏振太赫兹光子晶体光纤的设计 |
| 3.2 单偏振太赫兹光子晶体光纤的特性分析 |
| 3.2.2 无掺杂光子晶体光纤的特性 |
| 3.2.3 掺杂光子晶体光纤的特性 |
| 3.3 单偏振太赫兹光子晶体光纤的结构优化 |
| 3.3.1 增益因子对单偏振光纤特性的影响 |
| 3.3.2 掺杂区域直径对单偏振光纤特性的影响 |
| 3.3.3 纤芯两侧空气孔的直径对单偏振光纤特性的影响 |
| 3.4 单偏振太赫兹光子晶体光纤特性的综合分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 可调谐双芯太赫兹偏振分束光纤 |
| 4.1 偏振分束光纤基本原理 |
| 4.1.1 模式耦合理论 |
| 4.1.2 耦合长度 |
| 4.2 悬挂双芯微结构光纤的设计 |
| 4.2.1 单芯微结构光纤 |
| 4.2.2 双芯微结构光纤 |
| 4.3 太赫兹偏振分束光纤特性分析 |
| 4.3.1 分束长度 |
| 4.3.2 传输损耗 |
| 4.3.3 消光比 |
| 4.4 太赫兹偏振分束光纤的可调谐性 |
| 4.5 可调谐太赫兹偏振分束光纤特性的综合分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）新型微结构光纤的设计制备及其传感特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微结构光纤概述 |
| 1.3 微结构光纤的传感应用 |
| 1.4 本论文研究内容 |
| 2 微结构光纤的仿真计算与制备 |
| 2.1 微结构光纤仿真计算方法 |
| 2.2 微结构光纤的制备技术 |
| 2.3 双折射微结构光纤的设计与制备 |
| 2.4 环形芯空芯光纤的设计与制备 |
| 2.5 包层缺陷型全固微结构光纤的设计与制备 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 微结构光纤传感器的后处理技术研究 |
| 3.1 基于二氧化碳激光的光纤熔接与加工装置 |
| 3.2 基于二氧化碳激光加工的热致长周期光栅 |
| 3.3 微结构光纤的液体填充 |
| 3.4 基于氢氟酸腐蚀的光纤增敏 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 新型双折射微结构光纤的扭转传感特性研究 |
| 4.1 Sagnac光纤干涉仪传感原理 |
| 4.2 混合型双折射微结构光纤扭转传感及温度响应 |
| 4.3 一字型双折射微结构光纤扭转传感及温度响应 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 微结构光纤的后处理对传感特性影响研究 |
| 5.1 液体填充型空芯长周期光栅温度传感 |
| 5.2 热致元素扩散型长周期光栅高温传感 |
| 5.3 包层腐蚀型全固微结构光纤折射率传感 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
（10）基于侧抛光纤的流体控制系统模式特征及传感特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光纤流体控制技术的研究背景 |
| 1.1.1 微结构光纤的发展概述 |
| 1.1.2 光纤流体控制技术发展概述 |
| 1.2 光纤流体控制技术研究现状 |
| 1.3 研究意义及主要研究内容 |
| 1.3.1 流体控制技术研究意义 |
| 1.3.2 本文研究内容 |
| 第2章 微结构光纤传导理论及其特性研究 |
| 2.1 微结构光纤传导理论 |
| 2.1.1 折射率引导型微结构光纤传导理论 |
| 2.1.2 光子带隙型微结构光纤传导理论 |
| 2.2 微结构光纤模式耦合理论 |
| 2.3 微结构光纤的数值模拟方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 流体控制系统模式分析及传感应用研究 |
| 3.1 流体系统及典型侧抛方案理论模型的提出 |
| 3.2 流体控制系统基于双折射特性的模式分析 |
| 3.3 基于流体传感系统的Sagnac干涉仪传感特性 |
| 3.4 流体控制系统基于谐振特性的模式分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 侧抛光纤的制备及流体传感系统的搭建 |
| 4.1 侧抛光纤的制备 |
| 4.2 流体控制系统的熔接 |
| 4.2.1 光纤端面的对准 |
| 4.2.2 熔接参数的优化 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 流体系统材料集成光子带隙光纤及其特性研究 |
| 5.1 微流材料集成光子带隙光纤 |
| 5.2 光子带隙光纤传感特性分析 |
| 5.2.1 填充1.56折射率的光子带隙光纤的折射率传感特性 |
| 5.2.2 填充1.60折射率的光子带隙光纤的折射率传感特性 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果 |
四、偏振保持光纤的模式双折射（论文参考文献）
- [1]基于光子晶体光纤的新型光纤激光器和传感器的研究[D]. 唐子娟. 北京交通大学, 2021
- [2]基于神经网络的熊猫保偏少模光纤设计及布里渊特性研究[D]. 滕飞. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]微结构光纤模间干涉型折射率传感特性的计算仿真研究[D]. 吴徐洁. 天津理工大学, 2021(08)
- [4]新型高双折射光纤及偏振相关型分束器的设计与特性研究[D]. 阳圳. 南京邮电大学, 2020(03)
- [5]磷酸盐软玻璃的制备及其保偏光纤双折射特性的研究[D]. 巩雁冰. 燕山大学, 2020(07)
- [6]应力型保偏光纤及其偏振分束研究[D]. 白若兰. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [7]高工作功率光纤的设计与特性研究[D]. 朱方祥. 深圳大学, 2020
- [8]太赫兹微结构保偏光纤及其偏振分束特性研究[D]. 王宝库. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [9]新型微结构光纤的设计制备及其传感特性研究[D]. 戴彬. 华中科技大学, 2020(01)
- [10]基于侧抛光纤的流体控制系统模式特征及传感特性研究[D]. 夏冰清. 重庆邮电大学, 2020(02)