悬挂芯光纤及其长周期光纤光栅特性的研究

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文悬挂芯光纤及其长周期光纤光栅特性研究硕士研究生：田孝忠指导教师：关春颖教授学科、专业：光学工程论文主审人：杨兴华副教授哈尔滨工程大学2012年12月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文悬挂芯光纤及其长周期光纤光栅特性研究硕士研究生：田孝忠指导教师：关春颖教授学位级别：工学硕士学科、专业：光学工程所在单位：理学院论文提交日期：2012年12月论文答辩日期：2013年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.En

2、gCharacteristicsofEmbeddedCoreHollowFiberanditsLong-PeriodFiberGratingCandidate:TianXiaozhongSupervisor:Prof.GuanChunyingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:OpticalEngineeringDateofSubmission:December,2012DateofOralExamination:March,2013University:HarbinEngine

3、eringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程

4、大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日悬挂芯光纤及其长周期光纤光栅特性研究摘要本论文对一种新型光纤--悬挂芯光纤进行了系统的

5、理论与实验研究，给出该光纤的一些光学特性；并在该光纤上写入了长周期光纤光栅，对该长周期光纤光栅的温度、折射率等特性进行了详细的研究。主要工作总结如下：1）对悬挂芯光纤进行了基本的特征参数测量，主要包括光纤的几何参数、折射率剖面分布、截止波长、损耗等，这些为后续的工作打下了基础。2）对悬挂芯光纤的弯曲特性进行了实验与理论仿真研究。仿真与实验结果都显示该光纤的弯曲损耗具有强烈的方向相关性，并且存在着一个临界角，当弯曲方向大于该临界角时光纤弯曲损耗较大，当弯曲方向小于该临界角时，光纤具有抗弯曲特性。3）利用耦合模理论对长周期光纤光栅进行了理论的仿真，计算了光

6、纤纤芯、包层模有效折射率与波长的关系，纤芯模的自耦合系数、纤芯模与包层模的互耦合系数，最后得到了长周期光纤光栅的透射谱。4）利用CO2激光器在普通单模光纤上写入长周期光纤光栅，并研究激光参数对光栅特性的影响。在此基础上对具有过耦合特性的光栅进行了弯曲特性的测试，发现其弯曲特性具有方向可辨的功能，其灵敏度与未过耦合光栅处于一个量级。5）利用CO2激光器在悬挂芯光纤上写入长周期光纤光栅，由于光纤的非圆周对称性，不同角度写入的光栅透射谱不同。利用写入的长周期光纤光栅进行了温度、轴向应变与折射率等传感量的测量。结果显示由于光纤具有大的空气孔，非常容易抽入液体，

7、光纤包层模有效折射对孔内液体折射率的改变非常灵敏，光栅对孔内液体折射率的灵敏度在1.42-1.46可达1000nm/RIU，远高于普通的长周期光纤光栅的灵敏度。关键词：悬挂芯光纤；耦合模理论；长周期光纤光栅；光栅传感器哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTInthisthesis,weresearchthecharacteristicsofembeddedcorehollowfibertheoreticallyandexperimentally,someattractiveopticalpropertiesofthefiberaregiven.Fu

8、rthermore,wewritelong-periodfibergratingonthisf