基于拉錐方法的長(zhǎng)周期光纖光柵制備及應(yīng)用研究.pdf

1、長(zhǎng)周期光纖光柵的周期相對(duì)較長(zhǎng),滿(mǎn)足相位匹配條件的是同向傳輸?shù)睦w芯模與包層模,這一特點(diǎn)導(dǎo)致了長(zhǎng)周期光纖光柵的諧振波長(zhǎng)和幅值對(duì)外界環(huán)境的變化非常敏感。
　　本文采用電加熱式熔融拉錐法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期光纖光柵的制備,此方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要摻雜高敏性材料、載氫等特殊工藝,制作簡(jiǎn)單、熱穩(wěn)定性好。電加熱式熔融拉錐法制備的光纖光柵為結(jié)構(gòu)調(diào)制型光纖光柵,這種結(jié)構(gòu)的光纖光柵在高溫下是穩(wěn)定的,而且隨著溫度的升高,其靈敏度會(huì)更大,特別適合于制作高溫傳感器。本文

2、開(kāi)展了基于拉錐方法的長(zhǎng)周期光纖光柵制備及其傳感特性研究,主要研究工作如下:
　　1、利用改進(jìn)的耦合模理論-局域耦合模理論,分析了結(jié)構(gòu)調(diào)制型長(zhǎng)周期光纖光柵的形成機(jī)理與耦合特性,對(duì)其模式耦合特性進(jìn)行了仿真,并給出了纖芯基模與一階各次包層模的耦合情況,得出了拉錐區(qū)域的有效折射率的變化。
　　2、利用ANSYS建立了光纖熔融拉錐粘彈有限元分析模型,分析了高溫下光纖應(yīng)力、應(yīng)變特性。距離加熱元件中心越近,溫場(chǎng)與應(yīng)力越均勻,遠(yuǎn)離加熱元件中

3、心,沿著光纖徑向方向,光纖應(yīng)力分布不均勻,與表面的應(yīng)力差逐漸增加,尤其是在錐腰處光纖的應(yīng)力梯度最大。
　　3、通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電加熱式熔融拉錐法制備長(zhǎng)周期光纖光柵的可行性與穩(wěn)定性,分析了不同拉錐次數(shù),拉錐深度,拉錐功率及拉錐速度等工藝參數(shù)對(duì)錐區(qū)的影響,并對(duì)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),制備出諧振幅值為20-30dB,諧振波長(zhǎng)可控的長(zhǎng)周期光纖光柵。
　　4、開(kāi)展了長(zhǎng)周期光纖光柵溫度傳感、軸向應(yīng)力及其彎曲特性的實(shí)驗(yàn)研究?；诶F方法在標(biāo)準(zhǔn)單