單模-多模-單模光纖結(jié)構(gòu)的研究和的應(yīng)用

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1、哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文單模-多模-單模光纖結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用姓名：高麒麟申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：光學(xué)工程指導(dǎo)教師：孫偉民20090601哈爾濱T稗大學(xué)碩十學(xué)伊論文摘要單模．多模．單模(SMS)光纖結(jié)構(gòu)是一種基于多模光纖內(nèi)模式干涉效應(yīng)的新型光纖器件。利用這種光纖結(jié)構(gòu)的光譜響應(yīng)和環(huán)境響應(yīng)特性可以制作諸如應(yīng)變傳感器、溫度傳感器、光纖透鏡、邊緣濾波器和帶通濾波器等多種新型光纖器件，為光纖通信和光纖傳感提供了一種全光纖解決方案，并因具有易封裝、易與光纖系統(tǒng)連接等諸多優(yōu)點而擁有巨大潛力，將在光纖領(lǐng)域得到廣泛研究。本論文對基于階躍型大芯徑多模光纖的單模．多模．單模光纖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較

2、為全面的研究。首先，對單模．多模．單模光纖結(jié)構(gòu)的模式干涉效應(yīng)和光譜響應(yīng)特性給出了理論分析，并對借助數(shù)值仿真方法給出了直觀的光場分布和光譜響應(yīng)曲線的數(shù)值解。然后，借助寬譜光源和光譜分析儀測試了單模．多模．單模光纖結(jié)構(gòu)的透射光譜特性，包括光譜隨溫度、應(yīng)變和彎曲影響的變化特性等。最后，重點研究了兩種基于單模．多模．單模光纖結(jié)構(gòu)的應(yīng)用t(1)基于單模．多模．單模光纖結(jié)構(gòu)的折射率傳感器，有效地實現(xiàn)了外界折射率測量，并提出通過腐蝕多模光纖包層的方法提高傳感器靈敏度以及改變傳感器動態(tài)范圍的方案；(2)基于單模．多模．單模光纖結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度型光纖光柵解調(diào)器，該方案實現(xiàn)了低成本、高響應(yīng)速率

3、的光纖光柵動態(tài)傳感的解調(diào)。關(guān)鍵詞：單模．多模．單模光纖結(jié)構(gòu)；多模干涉；光纖濾波器；傳感；解調(diào)哈爾濱T程大學(xué)碩+學(xué)伊論文AbstractThesingle-mode-multimode—single—mode(SMS)fiberstructurewhichisbasedonthemultimodeinterference(MMI)effects，isanewfiberstructureinvestigatedwidelyinrecentyears．Employingthespectralresponseandthesensingcharacteristicsofthis

4、structure，novelfiberdevicese．g．displacementsensor,temperaturesensor,fiberlens，edgefilterandban@assfilteraredevelopedandapplied．Thesedevices，revealingpotentialinfiberfield，offerall—fibersolutionsforopticalcommunicationandopticalsensingwiththeadvantagesofeasilypackingandconnectiontooptica

5、lfibersystem．ThisdissertationpresentsacomprehensivestudyontheSMSfiberstructurewhichisbasedonastepindexmultimodefiberwithalargecore．TheoriesofthemultimodeinterferenceandthespectralresponseoftheSMSstructureareanalyzedfirstly．Numericalmethodisalsoengagedinsimulatingthelightdistributionandt

6、hespectralresponseoftheSMSstructure．Thentheexperiments，includingthemeasurementoftemperature，strainandbendingoftheSMSfiberstructure，aredesignedinordertogainitscharacteristicsandallresultsaredemonstrated．Finally,twoapplicationsbasedonSMSstructurewereproposedandstudied：(1)ASMSbasedrefracto

7、meter．ItcansensetherefractiveindexoutsidetheSMSeffectivelyandthecladdingerodemethodisalsoputforwardtoimprovethesensitivityoftherefractometer．(2)AnintensitybaseddemodulatorofFiberBragg-Grating(FBG)．Thisdemodulatorrealizesalow—costand11igh—speeddemodulationofFBGsensors．Keywords：S