光纖錐的倏逝波特性及傳感應(yīng)用研究.pdf

1、光纖錐作為多種光子器件的關(guān)鍵組成部分，其倏逝波傳輸特性和結(jié)構(gòu)特性都對(duì)這些現(xiàn)代光學(xué)器件的工作性能起到?jīng)Q定性作用。論文中基于對(duì)光纖錐光場(chǎng)傳輸和分布特性深入細(xì)致的分析，并結(jié)合非絕熱型光纖錐較強(qiáng)的模式耦合作用和極大的倏逝波強(qiáng)度，將光纖錐應(yīng)用于微位移傳感，獲得了較高靈敏度的傳感效果，具有非常重要的研究意義和較高的市場(chǎng)價(jià)值。主要的研究成果如下。
　　1.結(jié)合光纖模式理論對(duì)比分析了絕熱型光纖錐和非絕熱型光纖錐的傳輸特性，并對(duì)非絕熱型光纖錐的典型

2、結(jié)構(gòu)和制作方法進(jìn)行了介紹。
　　2.對(duì)光纖錐的模式截止條件以及單模工作范圍進(jìn)行了理論分析，并運(yùn)用光束傳播法基于錐腰直徑和錐角兩個(gè)光纖錐的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)分別對(duì)單模曲面光纖錐和多模直線型光纖錐的工作特性展開了研究，研究?jī)?nèi)容包括光纖錐輸出端面處的光場(chǎng)分布及模式功率的變化等。研究結(jié)果表明:具有較小錐腰直徑的單模曲面光纖錐出射的波束發(fā)散角最大，模式耦合效率最高，輸出波束的有效模場(chǎng)面積最大，為后續(xù)對(duì)基于光纖錐的微位移傳感應(yīng)用的設(shè)計(jì)與特性分析奠定

3、了基礎(chǔ)。
　　3.基于非絕熱型光纖錐提出了兩種新型的橫向微位移傳感結(jié)構(gòu)，分別是雙錐結(jié)構(gòu)（由兩個(gè)光纖錐相對(duì)組成）和單錐結(jié)構(gòu)（由光纖錐和單模光纖組成）。通過(guò)對(duì)不同錐腰直徑下兩種結(jié)構(gòu)的輸出光功率、最大測(cè)量范圍和靈敏度進(jìn)行仿真分析，發(fā)現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)的輸出光功率隨光纖軸心橫向偏移量成近似線性變化關(guān)系，可以用于微位移傳感，并總結(jié)出40μm錐腰直徑的雙錐形結(jié)構(gòu)具有最佳微位移傳感性能。利用該結(jié)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)中獲得了至少28微米的最大微位移測(cè)量范圍和-1dB