高雙折射光子晶體光纖應(yīng)用于傳感的研究.pdf

1、光子晶體光纖具有無(wú)截止單模傳輸、色散可調(diào)、高非線(xiàn)性、高雙折射等特性，自1992年被P.St.J.Russell等人提出以來(lái)，就因其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)受到了人們極大的關(guān)注，欣起了一股研究光子晶體光纖的熱潮。通過(guò)靈活地設(shè)計(jì)光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)可以獲得具有高雙折射特性的光子晶體光纖，因此近年來(lái)基于光子晶體光纖雙折射特性的研究和應(yīng)用已成為一個(gè)熱點(diǎn)。
　　本文提出了一種新型的邊孔型光子晶體光纖。利用全矢量有限元法對(duì)提出的邊孔型光子晶體光纖的受力、

2、模場(chǎng)情況進(jìn)行仿真，并結(jié)合Matlab做數(shù)據(jù)的后處理，從而得到這種邊孔型光子晶體光纖的雙折射特性和當(dāng)存在靜態(tài)液體壓力、橫向壓力時(shí)雙折射特性隨結(jié)構(gòu)參數(shù)、自由空間波長(zhǎng)的變化關(guān)系。數(shù)值結(jié)果表明，邊孔越大離芯區(qū)越近，靜態(tài)液體壓力、橫向壓力傳感靈敏度越大；在測(cè)量范圍內(nèi)自由空間波長(zhǎng)越小，靜態(tài)液體壓力和橫向壓力的偏振相位靈敏度都越大；溫度的偏振相位靈敏度很小，對(duì)壓力傳感影響很小。在最優(yōu)化結(jié)構(gòu)下，λ=1.55mμ時(shí)相位模式雙折射為B0=2.931×10-

3、3，靜態(tài)液體壓力偏振相位靈敏度為KP=-99.072rad/(MPa×m)，單位長(zhǎng)度上的橫向壓力偏振相位靈敏度為Kf=177.96rad/(N/cm×m)(上下邊孔放置)、Kf=-177.55rad/(N/cm×m)(左右邊孔放置)。
　　最后，對(duì)基于偏振干涉原理的傳感檢測(cè)系統(tǒng)作了介紹，分析了提出的邊孔型光子晶體光纖應(yīng)用于傳感系統(tǒng)的靜態(tài)液體壓力、橫向壓力傳感性能。結(jié)果表明這種邊孔型高雙折射光子晶體光纖對(duì)靜態(tài)液體壓力和橫向壓力都具有