資源描述：
《基于微納光纖環(huán)形腔的海水鹽度傳感研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、謹以此論文獻給我的父母和老師------李國祥I萬方數(shù)據(jù)II萬方數(shù)據(jù)基于微納光纖環(huán)形腔的海水鹽度傳感研究學位論文答辯日期：指導(dǎo)教師簽字：答辯委員會成員簽字：III萬方數(shù)據(jù)IV萬方數(shù)據(jù)獨創(chuàng)聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導(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，也不包含未獲得（注：如沒有其他需要特別聲明的，本欄可空）或其他教育機構(gòu)的學位或證書使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學
2、位論文作者簽名：簽字日期：年月日---------------------------------------------------------------------學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，并同意以下事項：1、學校有權(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，允許論文被查閱和借閱。2、學?？梢詫W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、匯編學位論文。同時授權(quán)清華大學“中國學術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社”用于出版和編入C
3、NKI《中國知識資源總庫》，授權(quán)中國科學技術(shù)信息研究所將本學位論文收錄到《中國學位論文全文數(shù)據(jù)庫》。（保密的學位論文在解密后適用本授權(quán)書）學位論文作者簽名：導(dǎo)師簽字：簽字日期：年月日簽字日期：年月日V萬方數(shù)據(jù)VI萬方數(shù)據(jù)基于微納光纖環(huán)形腔的海水鹽度傳感研究摘要光學器件的微型化是其發(fā)展趨勢之一，對于典型的傳輸波導(dǎo)光纖而言，也同樣進入到微納的尺度。微納光纖區(qū)別于傳統(tǒng)光纖的最主要特點是具有倏逝場效應(yīng)。傳統(tǒng)光纖中光在光纖纖芯內(nèi)依靠全反射傳輸，而微納光纖中有很大一部分光能量在光纖外圍傳輸。微納光纖倏逝場的存在使得光纖對周圍環(huán)境的變化非常
4、敏感。此外微納光纖制備簡單、成本低、易集成等優(yōu)點使其成為傳感的理想材料。微納光纖環(huán)形腔是基于微納光纖的重要傳感元件之一，本文利用微納光纖環(huán)形腔來進行海水鹽度測量，將微納光學與海洋探測聯(lián)系起來，為海水鹽度的測量提供一種新穎的方法。論文的主要研究工作如下:第一部分分析了海水環(huán)境中微納光纖的傳輸特性，求得了其傳輸常數(shù)和模場能量分布，進而研究了海水中微納光纖環(huán)形腔的特性。由于海水對光有吸收作用，研究了包含吸收損耗在內(nèi)的Q參數(shù)與光纖環(huán)、光纖直徑、探測波長的關(guān)系。結(jié)果表明：隨著微納光纖直徑和環(huán)直徑增大，相應(yīng)的Q參數(shù)變大；隨著探測波長的增大
5、，Q有減小的趨勢。第二部分提出了海水中溫度不敏感的環(huán)形腔鹽度傳感器。首先，建立了嵌入式鍍膜的環(huán)形腔鹽度傳感器結(jié)構(gòu)模型，研究了其溫度不敏感的條件。微納光纖直徑的大小影響著傳感器各部分的熱效應(yīng)貢獻比例，當選擇合適的光纖直徑時，整個系統(tǒng)的熱效應(yīng)為零，此時即實現(xiàn)了溫度不敏感性。其中重點考慮到海水的熱效應(yīng)，選擇MgF2作為嵌入式材料來使傳感器得到更好的性能。在實現(xiàn)了傳感器的溫度不敏感特性之后，從靈敏度和探測極限兩方面討論了傳感器的性能。結(jié)果表明，靈敏度隨鍍膜厚度和微納光纖直徑的增大而減小，隨探測波長的增大而增大。探測極限隨鍍膜厚度的增大
6、而增大。其次，為了研究鍍膜材料對環(huán)形腔傳感器的影響，又分析了裸微納光纖環(huán)形腔和嵌入在Teflon中的環(huán)形腔傳感器。對這三種傳感器的溫度特性及性能做了比較。在靈敏度方面裸微納光纖環(huán)形腔傳感器和鍍膜材料為MgF2的環(huán)形腔傳感器相差無幾?？紤]到應(yīng)用方面，選擇鍍膜的結(jié)構(gòu)能夠?qū)Νh(huán)形腔進行保護。通過優(yōu)化傳感器參數(shù)，對于鍍膜材料為MgF2的環(huán)形腔傳感器，當波長為900nm，微納光纖半徑為400nm，環(huán)直徑為2000μm時，傳感器VII萬方數(shù)據(jù)鹽度靈敏度可以達到0.02nm/‰，鹽度探測極限可達到0.18‰。最后，為了研究鍍膜方式對環(huán)形腔傳感
7、器的影響，對圓柱型鍍膜的環(huán)形腔傳感器進行了分析。與嵌入式鍍膜環(huán)形腔傳感器相比，在靈敏度和探測極限發(fā)面都有所改善。其最高靈敏度可達0.03nm/‰，最小探測極限為0.13‰。第三部分對微納光纖環(huán)形腔的鹽度傳感進行了初步實驗研究。搭建了實驗系統(tǒng)，分別得到了裸微納光纖環(huán)形腔傳感器和有棒支撐的環(huán)形腔傳感器的鹽度靈敏度。結(jié)果顯示利用微納光纖環(huán)形腔來進行鹽度傳感測量是非常有效的。關(guān)鍵詞：微納光纖；微型環(huán)形腔；溫度不敏感性；海水鹽度；傳感器VIII萬方數(shù)據(jù)TheStudyofSeawaterSalinitySensorBasedonMicr
8、ofiberRingResonatorAbstractOneofthedevelopmenttrendsofthephotoniccomponentsisminiaturization,soastothetypicaltransmissionwaveguidefiber.On
