基于微纳光纤的bragg光栅器件-研究

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1、问题，完成了最终的实验。感谢实验室的马哲、曲广媛、马耀光、张奚宁、胡志方、李西远、王攀、李威、杨宗银、王冠中，感谢鲁一泽，李志勇、陈必更、伍晓芹、杨伟松、王依霈等，感谢我周围的好朋友们，是你们在学习和生活中给了我许多无私的关心和帮助，带给我莫大的快乐和精彩，让我不断成长，不断丰富自我。感谢我的父母和家人，是你们把我辛勤抚养长大，给予我物质食粮的同时，给予我以富足的精神食粮。有你们的一路陪伴，我变的勇敢、坚强，无论遇到多大的挫折，我知道，你们都会在我身后默默地支持我，给我力量，给我信念，使我能够坦然地面对生活给我的挑战和考验。你们对我的培育

2、，对我教导的理念是我受用一生的宝贵财富。最后，再次感谢这些陪伴我共同走过研究生生涯的老师、同学以及朋友们，谢谢你们一路的关心和帮助，正因为你们，我的研究生生涯才会多一份精彩与收获，我也才会在未来的人生道路上走的更远，更坚定。ll刘艳鑫2011年12月于浙大求是园摘要微纳光纤作为一种典型的微纳光波导，且具有体积小、表面体积比大、倏逝场强、机械强度好、光学损耗低等多种优势，这些优势使微纳光纤受到研究者们越来越多的青睐，微纳光纤及基于微纳光纤的微光子学器件也在近年来成为研究热点之一。本文第一部分研究氧化硅微纳光纤的制备方法和技术。在总结了现有的

3、制备微纳光纤的方法上，提出了一种新的拉伸装置和方法，可以实现直径在几个微米数量级，长度长达几十米的超长微光纤的拉伸。这种制备方法利用光纤在垂直拉伸过程中的自终止效应，通过调节c02激光的加热功率、步进电机平动速度以及直流电机的转动速度，进而实现微光纤的拉制和盘绕。整个装置包括制备和盘丝两部分。本文第二部分研究基于徼纳光纤的Bragg光栅的制备和光学表征。利用聚焦离子束刻蚀技术(FIB)，我们在小直径的微纳光纤表面写入了周期性Bragg光栅结构，光栅的透射峰深度最大可达到15dB。由于这种写入方式对光纤引入了较高的折射率调制，因此所加工的微

4、纳光纤Bragg光栅的长度仅有～500岬量级的尺度，具有尺寸小、结构紧凑的优势。此外，文中进一步分析了微纳光纤Bragg光栅的光谱特性以及光栅长度变化对透射峰深度的影响。最后，我们研究微纳光纤Bragg光栅在传感器方面的应用。我们使用直径约为1．8岬的微纳光纤Bmgg光栅，用于甘油溶液的折射率和浓度测量。根据布拉格波长的移动，确定环境介质折射率的变化，进而获得甘油溶液浓度的变化值。在环境折射率为1．39时，获得高达660nm依IU的折射率测量灵敏度。由于微纳光纤Bragg光栅具有尺寸小、与光纤兼容、机械强度好、对环境有较高的灵敏度这些优点

5、，有可能在微小型滤波器、光纤谐振腔、激光器等微纳光子器件中获得应用，成为一种新的结合光纤和纳米技术的微纳光子功能结构。关键词：微纳光纤；超长微光纤；微纳光纤Bragg光栅；折射率传感lIIABSTRACTAsomofthe咖icalmicro／眦loscaJeoptical、vaveguides，IIlicro-／I姗ofibers(MNFs)o仃eran啪berofadV锄tagesiIlcludinglligllcompactness，la唱eSurf．ace-to-volumeratio，la略ef}actionaleVanesce

6、ntfields，m曲mechaIlicalStrengtllandlowopticalloss．InrecentyearS，MNFs锄dMNF-baSedmicrophotomcdeVicesllaVebeenattllact访gincreasingattentioIlS锄dhavebecomeahottopici11meareaoffiberoptics锄dmicro／nanophotoIlics．Ⅲsworks伽舱d舶m也e卸er-dra晰ngfabricationofⅢFs．BaSedontheexiStingtecllIliqu

7、es，wepr01)osedanovel印proacht0f．abricateuln孙longIIlicrofibers(MFs)winldiametersof∞VeralmicrometerS觚dlengtllsuptotellsofmeterS．EIIlployedanauto·teminationmecll乏血smi11l嬲er-heatedfibertapering，weopti血zedmeheatingpower舶maC02las％speedofaDCmotorfor郇crdra州ng，锄dast印motorforwinding

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