微納光纖環(huán)形諧振腔電光效應(yīng)研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)和傳感技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)光電子器件微型化的需求日益增長(zhǎng)。微納光纖以其獨(dú)有的光傳輸特性，成為研究熱點(diǎn)。微納光纖主要特點(diǎn)是利用周圍倏逝場(chǎng)來(lái)對(duì)光進(jìn)行傳輸，同時(shí)傳輸損耗和彎曲損耗較低。微納光纖制作的光學(xué)器件，工藝過(guò)程相對(duì)于光波導(dǎo)的更為簡(jiǎn)單。其中，微納光纖構(gòu)成的環(huán)形諧振腔具有低損耗、高品質(zhì)因素的特點(diǎn)。目前人們還未就微光纖環(huán)形諧振腔電光調(diào)制性能進(jìn)行報(bào)道，本文就在微小電流調(diào)制下，微光纖環(huán)型結(jié)構(gòu)的電光效應(yīng)進(jìn)行了深入研究。本文的主要研究?jī)?nèi)

2、容包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)概述介紹了微納光纖的研究背景與現(xiàn)狀。舉例介紹幾種典型的微納光纖諧振腔。結(jié)合目前諧振腔在電光調(diào)制濾波器方面研究進(jìn)展，提出了本文研究課題基于微小電流作用下，微光纖諧振腔的電光效應(yīng)。
　　 (2)分析了微光纖的模場(chǎng)特性，微光纖的內(nèi)部和外部的電磁場(chǎng)分布、基模電場(chǎng)芯內(nèi)和芯外的能量分布、單模傳輸條件、影響傳播常數(shù)的因素。建立了微光纖環(huán)形諧振腔物理模型，深入研究了影響微光纖環(huán)形諧振腔品質(zhì)因數(shù)Q值和半高

3、全寬度帶寬的主要因素。
　　 (3)對(duì)目前典型的微光纖制備工藝進(jìn)行概括介紹，指出了優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)實(shí)驗(yàn)室中火焰加熱法制備微光纖進(jìn)行了詳細(xì)討論，該方法拉制出的微光纖直徑可以低至1μm，長(zhǎng)度達(dá)到10～15cm。由于有機(jī)聚合物不僅制作出與SiO2直徑尺度相互比擬的聚合物光纖，還有很好彎曲特性，我們對(duì)聚合物制作微光纖的兩種方法進(jìn)行介紹：熱板加熱法、有機(jī)溶劑法。制作出的聚合物長(zhǎng)度可以達(dá)到20～30cm，直徑在2～3μm。基于上述微光纖，我們對(duì)

4、利用微光纖來(lái)制作環(huán)形諧振腔的制備工藝進(jìn)行了討論。為了進(jìn)一步提高制作工藝，指出了上述兩種方法需要改進(jìn)的地方。
　　 (4)初步建立微光纖環(huán)形諧振腔電光效應(yīng)的理論模型。通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)分析在微電流調(diào)制下，微光纖環(huán)形諧振腔輸出光譜的特性。實(shí)驗(yàn)表明諧振峰波長(zhǎng)對(duì)導(dǎo)體為鐵絲的電流調(diào)制因子是～500pm/A，銅絲調(diào)制因子是～510pm/A。我們利用了一只光纖布拉格光柵(FBG)對(duì)電流引起的熱效應(yīng)進(jìn)行了精細(xì)地測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明由銅絲和鐵絲的熱效應(yīng)