基于微納光纖環(huán)形諧振腔的理論的研究

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1、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均己在論文中作了明確的說明并表示謝意。簽名：豇、二卒紐日期：2口f口年／月5El論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和

2、借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)簽名：鹽二楹導(dǎo)師簽名：蜂日期：凇『。年石月)日第一章緒論1．1課題意義第一章緒論弟一早三百T匕近年來，隨著光纖技術(shù)研究的不斷進步，越來越多的光學(xué)器件被要求實現(xiàn)更多的技術(shù)指標，人們因此提出了光學(xué)集成器件的概念。上世紀70年代，人們提出了近場光學(xué)的理論，在此理論的基礎(chǔ)上，研究者對微型光子器件研究的興趣越來越濃，伴隨著微型器件的這一理念，學(xué)界

3、和工業(yè)界上逐步出現(xiàn)了微型光波導(dǎo)技術(shù)【l】，激光微加工技術(shù)以及光刻蝕技術(shù)【引。所有這些微光學(xué)器件技術(shù)為光學(xué)研究打開了一片新的空間，但同時也帶了很多新的挑戰(zhàn)和機遇。人們發(fā)現(xiàn)在光學(xué)器件體積的不斷縮小的同時，制作成本卻變得越來越高，所以出現(xiàn)一種新的低成本又便于集成的微光學(xué)技術(shù)變得尤為重要。2003年，中國學(xué)者童利民教授在<

4、著商品經(jīng)濟的發(fā)展，人們在追求利益最大化的同時也無形中加速了微光子器件的進步，光子器件的研究源于光通訊行業(yè)，隨著光纖中信息的不斷增多，人們在處理信息的時候不得不使用大量的儀器來對海量信息進行分門別類的處理。這時候，對于光學(xué)集成技術(shù)的需求就越來越被研究者們所重視。而在目前的光信息通路里面，光子器件的尺寸依然比較大，因此，微型光子器件的設(shè)計和集成成為光子學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的重要研究課題。人們在對微納尺度上的材料光學(xué)進行研究時，發(fā)現(xiàn)了對于微光學(xué)器件非常有用的光學(xué)現(xiàn)象，并利用這些現(xiàn)象研究了各種具有不同功能的微納光子器件【4

5、】。到目前為止，得到大量研究的微納波導(dǎo)有激光寫入微納波導(dǎo)【5J、激光微加工波導(dǎo)【6】、微納光纖同、光子晶體波導(dǎo)‘81、硅刻蝕波導(dǎo)【9】和表面等離子體波導(dǎo)flo】等。‘對于微納光纖來說，由于其特殊的傳輸光場的性質(zhì)，可以很輕松的實現(xiàn)簡單易行的微光器件【l¨。當(dāng)普通單模光纖的直徑達到微納量級時，對光場的約束比普通單模光纖要型121，它可以增強光與物質(zhì)的相互作用，從而可在較低的輸入功率時產(chǎn)生非線性效應(yīng)【l31。光在在微納光纖中傳輸時，光場有很大一部分能量是以消逝波的形式分布在光纖表面【141，這部分處于光纖表面的

6、倏逝場與環(huán)境發(fā)生相互作用時，便可以用來做結(jié)構(gòu)緊湊靈敏度高的傳感器【15】。另外，利用微納光纖光強可電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文以傳輸?shù)焦饫w表面的特性可以制作簡單的耦合結(jié)構(gòu)‘16】，進而可以制作成微納光纖環(huán)形諧振腔【17】，本文將就微納光纖環(huán)形諧振腔的理論和實驗進行討論和研究。1．2課題背景1．2．1微納光纖制作的研究目前為止，微納光纖制作的方法大約有四種，它們分別刻蝕法【181、化學(xué)生長法09]，利用普通單模光纖通過在熔融狀態(tài)下拉制微納光纖的方法【20】、利用拉制在熔融狀態(tài)下的特殊玻璃制作微納光纖的方法以及利

7、用聚合物拉制微納光纖的方法【211。不同的方法所制作出來的微納光纖一般具有不同的性質(zhì)，通常情況下化學(xué)生長法制作的微納光纖與所有的其他的化學(xué)生長法一樣，得到的納米線的直徑均勻度和界面粗糙度較大，且散射損耗較大。雖然刻蝕法能夠制作非常穩(wěn)定且便于實際應(yīng)用的微納光波導(dǎo)，但對于很多實驗人員來說，這卻并不是一件很好的差事。通過這樣的方法來實現(xiàn)微納光波導(dǎo)的制作一般會花費實驗人員大量的時間和精力，而且一次制作成型的機會往往只是屬于那些有豐富經(jīng)驗的實驗人員。所以，對于研究微納光波導(dǎo)的研究者來說，如何能夠制作簡便、損耗低、穩(wěn)

8、定的微納光波導(dǎo)成為研究的熱門。利用特殊導(dǎo)光玻璃或者普通單模光纖在熔融狀態(tài)下拉制微納光纖的方法在很大程度上滿足了以上幾個要求。利用玻璃或者普通單模光纖制作微納光纖借鑒了普通光纖拉制的方法拉引，通過對熔融狀態(tài)下的制作材料進行低速的拉伸而得到微納光纖。通過這樣的方法獲得的微納光纖一般具有比較均勻的光纖表面、也能夠得到較長的微納光纖。實驗中利用普通單模光纖拉制微納光纖的方法一般具有下面幾個步驟：1、剝?nèi)文９饫w的涂覆層，利用酒精將其表