基于spr原理的熔锥型光纤偏振器研究

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1、分类号⋯⋯⋯⋯UDC⋯⋯⋯⋯⋯密级⋯公⋯噩．署哦≯产哮硕士研究生学位论文基于SPR原理的熔锥型光纤偏振器研究申请人：学号：培养单位：学科专业：研究方向：指导教师：完成日期：陈金鹏2090877电子工程学院物理电子学光纤技术柳春郁副教授2014年3月28日中文摘要随着光电子技术的飞速发展，光纤偏振器在光通信系统和光纤传感系统中扮演着不可或缺的角色，其需求量也越来越大。因此研制出消光比高、插入损耗低、制作工艺简单、成本低廉、可靠性高并与应用系统兼容性好的光纤偏振器，已成为光纤技术研究工作者们追求的目标之一。本文将表面等离子体共振

2、(SurfacePlasmonResonance，SPR)技术与熔锥型光纤相结合，对基于SPR原理的熔锥型单模光纤偏振器进行研究并构建了光纤偏振器测试系统，具体研究工作如下。本论文简述了光纤偏振器的分类、现状及发展趋势，介绍了SPR技术的工作原理，分析得到倏逝波的产生是激励SPR效应的根源，理论推导了光纤SPR技术中的反射系数；利用COMSOL软件对熔锥型光纤的模场直径进行模拟，得到了在锥形光纤均匀直径区纤芯中的能量进入包层中传输，此时纤芯可作无芯近似，为熔锥型光纤偏振提供理论依据；分别对单层Ag膜和复合膜Ag-Ti02在不

3、同工作波长下的厚度进行设计，发现通过改变介质膜Ti02的厚度可以很好的解决单层Ag膜中的谐振角度与光纤中的全反射入射角不匹配的问题，最终实现共振效应，并构建光纤偏振器测试系统，包括宽带光源、光纤光谱仪、可调谐激光器和消光比测试仪等；采用熔融拉锥系统制作得到锥形光纤，并利用真空蒸发技术对锥形光纤均匀直径区单侧蒸镀不同厚度的复合膜Ag—Ti02，分别在可见光650rim波段、红外光1310nm和1550nm波段，对熔锥型单模光纤偏振器进行测试，通过对实验结果的测试分析，验证了熔锥型光纤偏振器的可行性，并为光纤SPR一体化集成研究

4、奠定良好的基础。关键词：表面等离子体共振；光纤偏振器：消光比：插入损耗黑龙江大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofoptoelectronictechnology，fiberpolarizerplaysinopticalcommunicationsystemsandfiberopticsensingsystemindispensablerole，itsdemandisalsogrowing．Thereforedevelopedahighextinctionratio，lowinse

5、rtionloss，theproductionprocessissimple，lowcost，highreliabilityandgoodcompatibilitywithapplicationsfiberpolarizers，opticalfibertechnologyhasbecomeoneoftheobjectivesresearchersarepursuing．Inthispaper，fusedtaperforthestudy,thetaperedfibertechnologyandsurfaceplasmonres

6、onance(SurfacePlasmonResonance，SPR)technology，designedandproducedbasedontheprincipleofFusedFiberSPRpolarizerandbuildfiberpolarizationtestsystem，itsoperatingwavelength,theextinctionratioandtheinsertionlossperformanceparameterstested．First，thetheoreticalsimulationat6

7、50nm,1310nmand1550nrnwavelength，fiber，metalfilm(compositefilm)andtheSPRanglecurveair，hasbeenSystemsproducedbyFusedgetsinglemodefiberconeandusingvacuumevaporationtechniquesuniformdiameterareaononesidetaperedfiberdepositionofmetalfilmswithdifferentthicknessandcomposR

8、emembraneAgAg-Ti02，respectively，insingle-wavelength650nm,1310underamand1550nm，fusedfiberpolarizer,extinctionratiotesting．Keywords．surfaceplasmonr