腐蝕型光纖光柵在液體介質(zhì)中的反射譜特性研究

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1、單位代碼：10293密級(jí)：公開專業(yè)學(xué)位碩士論文論文題目：腐蝕型光纖光柵在液體介質(zhì)中的反射譜特性研究學(xué)號(hào)1211033018姓名袁海龍導(dǎo)師黃勇林專業(yè)學(xué)位類別工程碩士類型申請(qǐng)全日制專業(yè)（領(lǐng)域）申請(qǐng)光學(xué)工程論文提交日期2014年2月17日萬方數(shù)據(jù)ResearchontheresponsivecharacteristicsoftheetchedFBGunderliquidmediumThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeo

2、fMasterofEngineeringByHaiLongYuanSupervisor:Prof.YongLinHuangFebruary2014萬方數(shù)據(jù)南京郵電大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)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，也不包含為獲得南京郵電大學(xué)或其它教育機(jī)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(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本人學(xué)位論文及涉及相關(guān)資料若

3、有不實(shí)，愿意承擔(dān)一切相關(guān)的法律責(zé)任。研究生簽名：_____________日期：____________南京郵電大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人授權(quán)南京郵電大學(xué)可以保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子文檔；允許論文被查閱和借閱；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(jìn)行檢索；可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。本文電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。論文的公布（包括刊登）授權(quán)南京郵電大學(xué)研究生院辦理。涉密學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書。研究生簽名：____________導(dǎo)師簽名：____

4、________日期：_____________萬方數(shù)據(jù)摘要光纖布拉格光柵（FBG）在光纖通信和光纖傳感中有很多的應(yīng)用，是一種非常重要的光無源器件。本文主要采用MATLAB和COMSOL仿真軟件進(jìn)行仿真來研究腐蝕型光纖光柵在液體介質(zhì)中的反射譜。本文的主要研究內(nèi)容如下：1.介紹了光纖光柵的發(fā)展歷史和分類以及腐蝕型光纖光柵的研究現(xiàn)狀。簡單說明幾種分析光纖光柵的理論方法，并使用其中的方法對(duì)文中不同結(jié)構(gòu)的光纖光柵在液體介質(zhì)中的情況進(jìn)行了理論分析。2.研究了三種腐蝕型結(jié)構(gòu)的光纖光柵在各向同性的液體介質(zhì)中的反射譜特性。發(fā)現(xiàn)腐蝕型的光纖

5、光柵隨著包層厚度的減小對(duì)外界的折射率變化越敏感，并且液體介質(zhì)的折射率越接近包層折射率光柵布拉格波長變化越劇烈。單端腐蝕型光纖光柵會(huì)在原來光柵反射譜的基礎(chǔ)上形成一個(gè)受液體介質(zhì)折射率調(diào)制的反射峰，兩個(gè)反射峰的反射率與各自所占光柵區(qū)域的大小成正比。局部腐蝕型光纖光柵因?yàn)橐肓讼嘁?，所以在原來的反射峰中產(chǎn)生了一個(gè)透射窄帶，此透射窄帶在反射峰中的位置受到腐蝕區(qū)域的長度和等效折射率差的影響。而且腐蝕的位置對(duì)透射窄帶也有影響，腐蝕區(qū)在光柵區(qū)域正中時(shí)透射窄帶的透射率最高，當(dāng)腐蝕區(qū)域向光柵邊緣移動(dòng)時(shí)透射率會(huì)減小直至透射窄帶消失。3.研究了腐

6、蝕型光柵在各向異性的液體介質(zhì)中的反射譜特性。在完全腐蝕掉包層的情況下相當(dāng)于包層為各向異性的光纖光柵，此時(shí)的液體介質(zhì)兩個(gè)主軸方向的折射率之比kcl對(duì)光柵的反射率有影響。其中在kcl=1附近反射率的變化比較劇烈，經(jīng)過進(jìn)一步的仿真觀察發(fā)現(xiàn)，在給定的參數(shù)條件下，kcl=1.018時(shí)光柵的反射率甚至幾乎為0，而后在kcl=1.024又迅速回升為1，。最后討論了液體介質(zhì)的兩個(gè)主軸方向的折射率分別對(duì)光柵反射譜影響作用的大小，發(fā)現(xiàn)隨著兩個(gè)主軸方向折射率的增大，光柵中心波長會(huì)向長波長方向移動(dòng)；而兩個(gè)主軸方向折射率減小時(shí)，光柵中心波長會(huì)向短波

7、長方向移動(dòng)。但是光柵的中心波長受到橫向折射率的影響較大，而縱向折射率對(duì)光柵中心波長的影響相對(duì)較小。關(guān)鍵詞:腐蝕型光纖光柵，各向同性，各向異性，反射譜I萬方數(shù)據(jù)AbstractFiberBragggrating(FBG)hasmanyapplicationsinopticalfibercommunicationandopticalfibersensing,andisaveryimportantpassivefiberopticcomponents.Thisarticlestudiesthereflectionspectrao

8、ftheetchedFBGunderliquidmediumbyusedMATLABandCOMSOLsimulationsoftware.Themaincontentsareasfollows:1．Thisarticledescribesthehistoryofthedevelopmentandcla