光子晶体光纤太赫兹倏逝波传感器在毒品检测方面的研究

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1、分类号：TN253密级：天津理工大学研究生学位论文光子晶体光纤太赫兹倏逝波传感器在毒品检测方面的研究(申请工程硕士学位)学科专业：光学工程研究方向：光纤传感作者姓名：夏莎指导教师：任广军教授2014年01月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’SDegreeStudyonHollow··corePhotonicCrystalFiberTerahertzEvanescent肋veSensorinDrugDetectionByXiaShaSupervisor

2、RenGuangJunJanuary2014独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：芍签字日期：扣哗年；月弓日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解墨盗堡墨太望有关保留、使用学位论文的规定。特授权墨盗墨墨盘望可以将学位论文的全部或部分内容编入

3、有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子文件。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：重移导师签名：厄7秒签字日期：锄f；年-j月弓日签字日期：删年弓月弓日摘要光子晶体光纤是一种具有独特结构的微结构光纤，它是一种多孔结构的光纤，通过灵活的改变光纤中每个小孔的大小、间距、排列方式以及小孔的形状来改变光子晶体光纤的光传输性质。利用光子晶体光纤结构的多变性以及小孔的特性，结合倏逝波的原理，可以在传感检测方面得到很好的利用。本文主要研究

4、了三种不同结构PCF太赫兹倏逝波传感器在毒品检测方面的传输性质。本文研究的主要内容：对倏逝波的原理做了简要的介绍，说明倏逝波可以应用在物质的检测上。在THz波段，通过PCF来检测毒品，并对毒品检测的灵敏度等性能做了分析。介绍了在空芯PCF周围的一层空气孔中填充待测物后，其传导机制依然为折射率引导型，这样就可以利用倏逝波来检测。首先利用Rsofl软件模拟空芯PCF在THz波段的传导情况，找到所需要频率段的结构参数；再利用Comsol软件来计算所设计结构的参数特性，如有效折射率、有效模场面积等参数随频率的变化来判断此结构是否能用来检测毒

5、品。同样利用有限元Comsol软件模拟实芯PCF倏逝波传感器在太赫兹波段检测毒品的特性，如PCF的传输模式、相对灵敏度等参数随频率的变化。并与空芯PCF倏逝波传感器特性进行了比较。介绍了利用Comsol软件模拟不同中心孔的双芯PCF倏逝波传感器在太赫兹波段检测毒品的特性，还研究了填充不同待测物双芯PCF的传输特性。关键词：光子晶体光纤，倏逝波，传感器AbstractPhotoniccrystalfiberisamicro-structureopticalfiberhavinguniquestructure，whichisthefib

6、erofaporousstructure．Soitcanbeflexibletochangeholesize，spacing，arrangementandholeshapetochangethetransmissionpropertiesofphotoniccrystalfiber。Usingthevariabilityofthephotoniccrystalfiberstructureandcharacteristicsoftheholes，combiningwiththeprincipleofevanescentwave，whi

7、chcanbeusedinthesensingdetection．ThispapermainlystudiesthetransportpropertiesofthreedifferentstructureofPCFterahertzevanescentwavesensorindrugtesting．Themaincontentsofthispaper：Theprincipleofevanescentwaveisbrieflyintroduced．explaintheevanescentwavecanbeappliedonmateri

8、altesting．IntheTItzwaveband，throughthePCFtotestdrugs，andanalyzingthesensitivityperformanceofdrugdetection．Introducesf