D型高双折射光子晶体光纤的折射率传感特性研究
双折射光子晶体光纤的设计及其特性的研究(精)
双折射光子晶体光纤的设计及其特性的研究英文题名 Design and Study on the Characteristics of Birefringence Photonic Crystal Fiber 关键词光子晶体光纤; 多极法;双折射; 耦合; 色散; 超连续谱; 英文关键词 Photonic crystal fiber; Multipole method; Birefringence; Coupling; Dispersion; Supercontinuum; 中文摘要近年来,光子晶体光纤由于其独特的特性受到了人们的广泛关注。
例如高双折射和偏振保持,奇异色散特性,高非线性,表面增强拉曼效应,大模面积等。
同时,应用光子晶体光纤可以得到许多高性能的光纤型光信号处理器件。
这使得光子晶体光纤成为国际上的研究热点之一。
首先,论文设计了一种双芯高双折射高耦合强度的光子晶体光纤,采用多极法和模式耦合理论对这种双芯光子晶体光纤的特性进行了分析。
与传统双芯光子晶体光纤相比,本文所设计的双芯光子晶体光纤的双折射度和耦合强度随着空气填充率的增加而增加。
因此,这种双芯光子晶体光纤把高双折射和高的耦合强度成功的结合在一起,双折射度达到10-2量级,这对于微型光子器件的研制具有重要意义。
其次,设计了一种改进的高双折射光子晶体光纤,用多极法研究了双折射、色散和限制损耗特性。
数值模拟显示,改进后的光子晶体光纤具有色散平坦的性质。
此外,双折射度比起初的光子晶体光纤大了很多。
并且由于改进后对模场的限制增强,光纤的损耗比起初光子晶体光纤小104倍。
这种改进的光子晶体光纤可以被用作高双折射和色散平坦光纤。
最后,研究了脉冲在双折射光子晶体光纤中的传输。
不同于以往所采用的双折射光子晶体光... 英文摘要 In recent years, photoniccrystal fiber (PCF) has become more attractive because of theirunique properties, such as high birefringence and polarization maintaining, singular dispersion characteristics, high nonlinearity, surface enhanced Raman Effect, large mode area and so on. PCF is a kind of novel optical fiber structure, which has revolutionized fiber optics and attracted extensive attentions. To begin with, a kind of dual-core high birefringence and high coupling degree PCF is proposed in this pap... 摘要 5-6 ABSTRACT 6-7 第1章绪论 11-19 1.1 课题的研究背景和意义 11-12 1.2 光子晶体光纤简介 12-13 1.2.1 折射率引导型光子晶体光纤13 1.2.2 光子带隙型光子晶体光纤 13 1.3 光子晶体光纤的特性 13-17 1.3.1 无截止单模传输特性 13-14 1.3.2 可调节的色散特性 14-15 1.3.3双折射特性 15 1.3.4 高非线性特性 15-16 1.3.5 极大或极小的有效模场面积 16-17 1.4 光子晶体光纤的研究现状 17-18 1.5 论文的研究内容和结构安排 18-19 第2章双芯高双折射光子晶体光纤的性质 19-33 2.1 引言19 2.2 基本理论与方法 19-22 2.3 数值结果及分析 22-32 2.3.1 双折射 23-25 2.3.2 耦合长度25-29 2.3.3 色散 29-32 2.4 本章小结 32-33 第3章改进的高双折射光子晶体光纤 33-39 3.1 引言 33 3.2 理论和模型 33-34 3.3 改进后光子晶体光纤的特性 34-38 3.4本章小结 38-39 第4章超连续谱在高双折射SF6 软玻璃光子晶体光纤中的产生及应用 39-55 4.1 引言 39 4.2 脉冲在光纤中传输的基本理论 39-44 4.2.1 光纤中脉冲传输的基本方程的推导 39-42 4.2.2 几种典型的脉冲波形 42-43 4.2.3 与脉冲传输特性有关的几个重要参数 43-44 4.3 数值模拟结果及分析44-50 4.3.1 SF6 光子晶体光纤的结构44 4.3.2 HBSF6-PCF 的特性 44-47 4.3.3 超连续谱的产生 47-50 4.4 超连续谱的应用 50-53 4.4.1 波形和群速度色散测量 51 4.4.2 超高速通信光源和全光解复用 51 4.4.3 脉冲压缩 51-52 4.4.4 光学相干层析技术 52 4.4.5 超连续谱在激光方面的应用 52-53 4.4.6 光学频率梳53 4.5 本章小结 53-55 结论 55-56 参考文献 56-63 3.4 本章小结 38-39 第4章超连续谱在高双折射SF6 软玻璃光子晶体光纤中的产生及应用 39-55 4.1 引言 39 4.2 脉冲在光纤中传输的基本理论39-44 4.2.1 光纤中脉冲传输的基本方程的推导 39-42 4.2.2 几种典型的脉冲波形 42-43 4.2.3 与脉冲传输特性有关的几个重要参数 43-44 4.3 数值模拟结果及分析44-50 4.3.1 SF6 光子晶体光纤的结构44 4.3.2 HBSF6-PCF 的特性 44-47 4.3.3 超连续谱的产生 47-50 4.4 超连续谱的应用 50-53 4.4.1 波形和群速度色散测量 51 4.4.2 超高速通信光源和全光解复用 51 4.4.3 脉冲压缩 51-52 4.4.4 光学相干层析技术 52 4.4.5 超连续谱在激光方面的应用 52-53 4.4.6 光学频率梳53 4.5 本章小结 53-55 结论 55-56 参考文献 56-63 3.4 本章小结 38-39 第4章超连续谱在高双折射SF6 软玻璃光子晶体光纤中的产生及应用 39-55 4.1 引言 39 4.2 脉冲在光纤中传输的基本理论39-44 4.2.1 光纤中脉冲传输的基本方程的推导 39-42 4.2.2 几种典型的脉冲波形 42-43 4.2.3 与脉冲传输特性有关的几个重要参数 43-44 4.3 数值模拟结果及分析44-50 4.3.1 SF6 光子晶体光纤的结构44 4.3.2 HBSF6-PCF 的特性 44-47 4.3.3 超连续谱的产生 47-50 4.4 超连续谱的应用 50-53 4.4.1 波形和群速度色散测量 51 4.4.2 超高速通信光源和全光解复用 51 4.4.3 脉冲压缩 51-52 4.4.4 光学相干层析技术 52 4.4.5 超连续谱在激光方面的应用 52-53 4.4.6 光学频率梳53 4.5 本章小结 53-55 结论 55-56 参考文献 56-63。
高双折射率光子晶体光纤的研究进展
高双折射率光子晶体光纤的研究进展作者：***来源：《现代信息科技》2020年第18期摘要：光子晶体光纤因其独特的导光特性和灵活的结构而优于传统光纤，高双折射特性使其用于保偏光纤、光纤陀螺等光纤器件。
通过阅读研究相关文献进行的理解和总结，在分析双折射特性基本原理的基础上，介绍了近年以提高光子晶体光纤双折射特性为主要目标的国内外研究进展，增加不对称性或转变不同方向的应力可有效获得高双折射特性。
随着人工超材料的不断发展，光子晶体光纤在光通信等领域有着极广的发展和应用前景。
关键词：光子晶体光纤;高双折射率;空气孔;偏振中图分类号：TN252 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）18-0061-03Abstract：Photonic crystal fiber is superior to conventional fiber due to its unique light conducting characteristics and flexible structure. High birefringence makes it suitable for polarization-preserving fiber，fiber optic gyro and other fiber devices. Based on the analysis of the basic principles of birefringence characteristics through the understanding and summary of reading research related literature，this paper introduces the research progress at home and abroad with the main goal of improving the birefringence characteristics of photonic crystal fibers in recent years，high birefringence can be obtained by increasing the asymmetry or changing the stress in different directions. The stress can effectively obtain high birefringence characteristics. With the continuous development of artificial metamaterials，photonic crystal fiber has a very wide range of applications and profound practical prospects in optical communication and other fields.Keywords：photonic crystal fiber;high birefringence properties;air hole;polarization0 引言英國Bath大学的Russell于1992年首次提出光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber，PCF）的概念[1]。
高双折射率光子晶体光纤
高双折射率光子晶体光纤——探究新时代通讯的未来随着人类社会的日益发展，信息交流的重要性愈加彰显。
而在通讯的领域中，光纤作为信息传输的主要媒介之一，也在不断地优化与升级。
本文将介绍一种新型的，并探讨其在未来通讯中的应用前景。
一、的概述简称 PBF，是一种新兴的光纤新技术。
它采用光子晶体的结构来制造纤芯，使得纤芯具备高度的双折射率，从而实现更好的光传输性能。
相比传统的光纤，能够实现更高的带宽和更低的损耗，这也使得它在现代通讯系统中备受青睐。
二、的优势1.高带宽：的纤芯结构采用了光子晶体的结构，同时也具有高度的双折射率，这使得它的带宽大大提升，理论带宽可达到10TB/s，比传统光纤要高出数倍，大大提高了信息传输速率。
2.低损耗：传统光纤在传输过程中也会有一些光信号的损耗，而的制作材料更加均匀，所以它在传输过程中的光信号损失要比传统光纤更小。
3.避免信号串扰：由于传统光纤的共振结构，不同波长的信号会在纤芯中相互干扰，从而出现信号串扰。
而采用的纤芯结构为全光子晶体结构，能够实现波长分离，防止信号串扰。
三、的应用前景1.通讯领域：传统的光纤已经被广泛应用于通讯领域，而的出现则进一步扩大了光通讯的应用范围。
如今的高速互联网或者5G 网络，需要更高效，稳定的信号传输， PBF光纤这种应用前景广阔的技术得到越来越多的厂商和生产商所关注和采用。
2.医疗领域：随着科技的不断发展，医疗领域的设备或手术也更加高效。
在手术过程中，激光切割术在一些领域得到了广泛的应用，如白内障手术、近视眼激光矫正、皮肤减脂等等。
而 PBF 光纤技术的出现为这些激光手术提供了更好的选择，使得激光能够更精准地指向患处。
3.工业领域：高校院所和工业界经过多年的研究，利用构建了一种新型的光纤激光切割设备，成为制造业中重要的加工工具之一，为制造业发展提供了新的动力。
总之，是新一代光纤技术中的代表之一，在未来的现代通讯中将扮演着越来越重要的角色。
它的广泛应用将进一步推动科技的进步和社会的发展。
光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性研究的开题报告
光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性研究的开题报告摘要：光子晶体光纤作为一种新型的光导纤维，由于其具备优秀的光学性能，已经在光通信、传感器、激光器等领域得到广泛的应用。
本文将主要研究光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性，明确其物理机制和影响因素，为其在实际应用中的调制和控制提供科学的依据和理论基础。
关键词：光子晶体光纤，双折射，偏振耦合，物理机制，调制和控制一、问题的提出随着信息技术的不断发展，对于传输、处理和存储信息的需求不断增加。
而光通信作为一种高速、大带宽的通信方式，正逐渐取代传统的电信技术。
其中，光子晶体光纤作为一种具备很多优秀性能的新型光导纤维，在光通信、传感器、激光器等领域得到了广泛的应用。
但是，光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性对其应用带来了一定的限制。
双折射会引起信号的偏移和扩散，偏振耦合会导致信号的损失和交叉干扰。
因此，深入研究光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性，明确其物理机制和影响因素，对其在实际应用中的调制和控制具有重要意义。
二、研究的目的和意义本文旨在研究光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性，明确其物理机制和影响因素，为其在实际应用中的调制和控制提供科学的依据和理论基础。
目的：1.探究光子晶体光纤的双折射现象及其物理机制。
2.研究光子晶体光纤的偏振耦合特性及其影响因素。
3.研究光子晶体光纤的调制和控制方法。
意义：1.为光子晶体光纤的应用提供重要的理论基础。
2.提高光子晶体光纤在光通信、传感器、激光器等领域的应用效率和性能。
3.对于新型光导纤维的研究具有借鉴意义。
三、研究的内容和方法研究内容：1.光子晶体光纤的结构及其光学特性。
2.光子晶体光纤的双折射现象及其物理机制的分析。
3.光子晶体光纤的偏振耦合特性及其影响因素的研究。
4.光子晶体光纤的调制和控制方法的研究。
研究方法：1.基于光学理论和数值模拟方法分析光子晶体光纤的结构和光学特性。
2.采用双折射和偏振分析技术，研究光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性。
《2024年光子晶体光纤光栅折射率传感特性的研究》范文
《光子晶体光纤光栅折射率传感特性的研究》篇一一、引言随着科技的发展，光纤传感技术已成为现代科技领域中的关键技术之一。
其中，光子晶体光纤光栅折射率传感技术因其高灵敏度、高分辨率、高稳定性等优点，受到了广泛关注。
本文旨在研究光子晶体光纤光栅的折射率传感特性，探讨其应用潜力及其优势。
二、光子晶体光纤光栅的基本原理光子晶体光纤光栅是一种具有周期性折射率变化的光纤结构，通过调制光纤内光的传播路径和相位变化来实现信息传输和调制。
其核心原理在于，光在传播过程中与光子晶体结构相互作用，发生干涉和衍射等现象，从而实现对光信号的调制和传输。
三、光子晶体光纤光栅的折射率传感特性1. 折射率传感原理：当外界环境折射率发生变化时，光子晶体光纤光栅的周期性结构会受到影响，导致光的传播路径和相位变化。
通过检测这些变化，可以实现对环境折射率的测量。
2. 传感特性分析：光子晶体光纤光栅具有高灵敏度、高分辨率和高稳定性的特点。
其灵敏度高，能够检测到微小的折射率变化；分辨率高，可以实现对不同折射率物质的精确测量；稳定性好，能够在复杂环境下保持稳定的测量性能。
四、实验研究为了进一步研究光子晶体光纤光栅的折射率传感特性，我们进行了以下实验：1. 制备不同结构的光子晶体光纤光栅；2. 在不同折射率环境下测试其传感性能；3. 分析实验数据，得出结论。
实验结果表明，光子晶体光纤光栅在不同折射率环境下表现出良好的传感性能，具有高灵敏度、高分辨率和高稳定性的特点。
此外，我们还发现，通过优化光子晶体光纤光栅的结构和制备工艺，可以进一步提高其传感性能。
五、应用前景与优势光子晶体光纤光栅折射率传感技术具有广泛的应用前景和优势。
首先，其高灵敏度和高分辨率使得它能够实现对微小折射率变化的精确测量，为许多领域提供了新的解决方案。
其次，其高稳定性使得它能够在复杂环境下保持稳定的测量性能，具有很高的实用价值。
此外，光子晶体光纤光栅制备工艺成熟，成本低廉，易于规模化生产，为推广应用提供了有力支持。
《光子晶体光纤光栅折射率传感特性的研究》范文
《光子晶体光纤光栅折射率传感特性的研究》篇一一、引言随着现代科技的不断发展，光子晶体光纤（PCF）因其独特的物理和光学特性，在传感器技术领域得到了广泛的应用。
其中，光子晶体光纤光栅（PCF-Bragg Grating）作为一种重要的光学元件，具有高灵敏度、高分辨率以及良好的稳定性等优点，被广泛应用于折射率传感领域。
本文旨在研究光子晶体光纤光栅的折射率传感特性，为相关领域的研究和应用提供理论支持。
二、光子晶体光纤与光栅原理1. 光子晶体光纤（PCF）原理光子晶体光纤是一种基于光子晶体原理的光纤，其内部结构具有周期性排列的微结构。
这种结构使得光子晶体光纤在光传输过程中具有较低的损耗和较强的约束能力，可有效控制光的传播方向和模式。
2. 光栅原理光栅是一种具有周期性结构的衍射元件，其作用是将入射光束分解成多束衍射光束。
在光子晶体光纤中引入光栅结构，可形成光子晶体光纤光栅（PCF-Bragg Grating），其具有对特定波长或波长范围的光束进行选择性衍射的能力。
三、PCF-Bragg Grating折射率传感特性研究1. 实验原理与方法本研究采用PCF-Bragg Grating作为传感器元件，通过测量衍射光谱的变化来反映外界折射率的变化。
实验中，我们使用不同浓度的溶液作为折射率变化的介质，将PCF-Bragg Grating浸入不同浓度的溶液中，观察其衍射光谱的变化情况。
同时，我们还采用光谱仪等设备对衍射光谱进行精确测量和分析。
2. 实验结果与分析实验结果表明，当PCF-Bragg Grating浸入不同浓度的溶液中时，其衍射光谱发生了明显的变化。
随着溶液浓度的增加，衍射光谱的峰值波长逐渐发生红移或蓝移。
这一现象表明PCF-Bragg Grating的折射率传感特性具有良好的灵敏度和分辨率。
此外，我们还发现PCF-Bragg Grating的稳定性较好，能够在不同环境下保持较高的测量精度和可靠性。
为了进一步分析PCF-Bragg Grating的折射率传感特性，我们采用了多种数学方法对实验数据进行处理和分析。
具有高双折射光子晶体光纤特性分析与研究
具有高双折射光子晶体光纤特性分析与研究具有高双折射光子晶体光纤特性分析与研究摘要：光子晶体光纤作为一种新兴的光纤传输技术，在光通信、光传感等领域具有广泛的应用前景。
本文通过对具有高双折射特性的光子晶体光纤的研究与分析，从光纤的制备过程、光纤的传输特性、光纤的偏振相关特性等方面进行了深入的阐述与探讨。
1. 引言在光通信和光传感领域，光纤作为一种重要的传输介质，以其带宽大、传输损耗小等优势而备受关注。
传统的光纤具有单折射特性，然而在某些应用中，需要一种具有高双折射特性的光纤来满足特定的传输需求。
光子晶体光纤作为一种新型的光纤结构，在光传输中具有独特的优势，具有高双折射特性的光子晶体光纤更是引人注目。
2. 光子晶体光纤的制备过程光子晶体光纤的制备通常采用光纤拉制技术。
首先，通过高纯度的石英玻璃材料制备光纤的芯杆材料，然后通过拉伸和熔融等工艺形成一种具有周期性微结构的光子晶体结构。
制备过程中的参数调控直接影响光子晶体光纤的性能，例如芯杆材料的纯度、拉伸速度、拉伸温度等。
3. 光子晶体光纤的传输特性与传统的单模光纤相比，具有高双折射特性的光子晶体光纤在传输中表现出独特的特性。
首先，光子晶体光纤具有较大的模场面积，可以实现更低的非线性效应和更低的色散效应。
其次，光子晶体光纤具有高度的模式选择性，可以实现光波在特定频率范围内的选择性传输。
此外，光子晶体光纤还具有较低的损耗和高的带宽等优点。
4. 光子晶体光纤的偏振相关特性光子晶体光纤的偏振相关特性是其独特性能的重要组成部分。
具有高双折射特性的光子晶体光纤能够实现偏振保持和调控等功能。
通过调节光子晶体光纤的结构参数，可以实现对特定偏振模式的选择传输，实现偏振编码和解码等应用。
5. 应用前景与展望在光通信、光传感等领域，具有高双折射特性的光子晶体光纤具有广阔的应用前景。
其高度的模式选择性和低损耗特性使其在多通道传输、色散补偿等方面具备重要的应用潜力。
此外，光子晶体光纤还可以应用于光传感领域，通过光纤中的微小结构变化实现对环境参数的高灵敏度检测。
超宽折射率检测范围光子晶体光纤传感器
超宽折射率检测范围光子晶体光纤传感器
杨迎;董继宇;张树桓
【期刊名称】《山西大同大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(40)3
【摘要】表面等离子体共振(SPR)效应的光子晶体光纤(PCF)因其体积小、灵敏度高等明显优势而受到了广泛研究。
然而,大多数现有传感器的折射率检测范围较窄,限制了其在工业领域的应用。
为了解决这个问题,采用金作为等离子体材料,通过调整光子晶体光纤表面涂覆金膜的厚度和涂覆金膜弧形开口的尺寸,设计了一种具有超宽折射率检测范围的D型光子晶体光纤传感器,该传感器能够实现对折射率在1.30~1.42范围内的超宽传感检测。
研究结果表明,通过适当调整金膜的厚度和弧形开口的尺寸,可以获得超宽折射率检测范围的光子晶体光纤传感器,为工业领域的应用提供了更广阔的空间。
【总页数】5页(P40-44)
【作者】杨迎;董继宇;张树桓
【作者单位】山西大同大学物理与电子科学学院;新疆工程学院物理系
【正文语种】中文
【中图分类】O439
【相关文献】
1.一种双层膜涂覆的光子晶体光纤折射率传感器
2.基于双芯光子晶体光纤的中红外表面等离子体共振低折射率传感器
3.基于氧化锡铟纳米薄膜的圆形晶格光子晶体
光纤折射率传感器4.温胆汤加味联合西药治疗痰瘀痹阻型冠心病的临床效果5.基于D型光子晶体光纤的低折射率化学物传感器
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D型高双折射光子晶体光纤的折射率传感特性研究
伍铁生;杨祖宁;张慧仙;刘智慧;杨丹;钟旭;刘岩;刘锐
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2022(51)3
【摘要】基于表面等离子体共振(SPR)原理,分析了D型高双折射光子晶体光纤(HB-PCF)的折射率传感特性。
模拟研究了抛磨角度对双折射、折射率传感灵敏度的影响。
仿真结果表明:当抛磨面离纤芯的高度小于1.5倍占空比时,抛磨面离纤芯越近,双折射越小;随着抛磨角度的增加,双折射先增加后减小,折射率传感灵敏度随之减小;当抛磨角度为0°且折射率范围在1.330~1.390时,D型HB-PCF的平均折射率灵敏度高达2833.33 nm/RIU。
此外,制备了一种D型高双折射率光子晶体光纤SPR传感器,实验测得其折射率灵敏度约为1711.83 nm/RIU。
D型HB-PCF SPR 传感器可应用于生物、化学和环境监测等领域。
【总页数】10页(P196-205)
【作者】伍铁生;杨祖宁;张慧仙;刘智慧;杨丹;钟旭;刘岩;刘锐
【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院;深圳大学光电工程学院光电子器件与系统教育部重点实验室;深圳大学光电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN253
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1.具有高双折射率超平坦色散的压缩椭圆孔光子晶体光纤研究
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