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《微納光纖的光學傳輸特性研究【畢業(yè)論文】》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、本科畢業(yè)設計(20屆)微納光纖的光學傳輸特性研究5摘 要【摘要】微納光纖是一種典型的微納光波導,可用于低損耗光傳輸,并在光學傳輸中表現(xiàn)出倏逝波傳輸、光場約束和波導色散等特性。本課題介紹了微納光纖的制備方法,建立了空氣包層微納光纖模型,推導出單模傳輸模式下微納光纖的光傳輸速度、色散方程以及能流密度(光強分布)方程,利用Matlab軟件模擬計算微光纖光強分布與微光纖直徑,材料折射率等參數(shù)之間的關系,并分析了微納光纖倏逝波場的傳播特性。本課題的研究可為微納光纖器件的制備提供理論依據(jù)。【關鍵詞】微納光纖模型;
2、色散;能流密度;倏逝波Abstract【ABSTRACT】Micro-nanofiberisatypicalmicro-nanoopticalwaveguide。Itcanbeusedforlow-lossopticaltransmission,andinopticaltransmissionperformancestheevanescentwavetransmission,waveguidedispersionandopticalfieldconstraintsandothercharacteris
3、tics.Thisprojectintroducedthefabricationofmicro-nanofiberandestablishedamicro-nanoair-cladfibermodel,derivedmicro-nanofiberopticaltransmissionspeed,thedispersionequationandtheenergyfluxdensity(intensitydistribution)equationinthesingle-modetransmissionmo
4、de.UsingMatlabsoftware,wecouldsimulateandcalculatetherelationshipamongmicro-fiberopticalintensitydistribution,thediameter,andmaterialrefractiveindexandotherparameters,andmicro-nanofiberevanescentwavefieldtransmissioncharacters.Thestudyofthisprojectsforf
5、abricationofmicro-nanoopticaldevicescouldprovideatheoreticalbasis.【KEYWORDS】micro-nanofibremodel;opticaldispersion;fluxdensity;evanescentwave5目 錄摘 要IIAbstractIII目 錄IV1緒論11.1光纖的發(fā)展11.2微納光纖的產(chǎn)生21.3本課題的研究意義和研究內容21.3.1研究意義21.3.2研究內容32微納光纖的制備42.1微納光纖的制備進展介紹42.
6、2高溫物理兩步拉伸法42.3局域熔化玻璃材料直接拉制法63微納光纖的光學傳輸特性83.1微納光纖的基本結構和光學傳輸原理83.2空氣包層模型下的微納光纖103.2.1微納光纖的能量分布特性143.2.2微納光纖的色散特性163.2.3微納光纖的倏逝場特性184微納光纖的應用224.1微納光纖的應用簡介224.2微納光纖密排技術234.2.1標準光纖密排在掃描系統(tǒng)中的問題234.2.2對掃描黑區(qū)的解決方法——微納光纖密排235總結與展望25參考文獻26致謝2851緒論1.1光纖的發(fā)展光纖是光導纖維的簡寫
7、,是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導工具。標準光纖一般由纖芯、包層、涂敷層和套塑組成。如圖1-1所示,纖芯位于光纖的中心部位。它主要成分是高純度的二氧化硅,其純度高達99.99999%,其余成分為摻入的少量摻雜劑,如五氧化二磷(P2O5)和二氧化鍺(GeO2),摻雜劑的作用是提高纖芯的折射率,從而與包層一起形成光密到光疏的折射率階梯層,并由此產(chǎn)生全反射。光纖雖然構造簡單,但是光纖的發(fā)展已經(jīng)有40多年歷史了[1]。圖1-1光纖結構圖1966年,英籍華人高錕(K.C.Kao)博
8、士(他在2009年因為對光纖通信作出的偉大貢獻而獲得了諾貝爾物理學獎)第一次使用無線電波導通信的原理,將低損耗光導纖維(簡稱光纖)的概念提了出來,并預言光纖將成為通訊工具。1970年,美國康寧公司第一次成功研究出損耗為20dbkm-1的石英光纖,作為傳輸媒介是非常理想的。同一時間,室溫下能夠連續(xù)振蕩的半導體激光器(LD)被研制出來。1970年是光纖通信的元年,從這以后,進入了光纖通信迅速發(fā)展的時代。1974年,貝爾實驗室利用"改進的汽相沉積法(MCVD)