本文關鍵詞：基于不同填充方式的光子晶體光纖磁場和溫度傳感的研究

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【摘要】：光子晶體光纖因其結構的可設計性和空氣孔的可填充性,能有效地提高有效折射率調諧范圍和光纖特性的可控性,可用于制造高靈敏度、高分辨率的可調諧器件,特別在傳感領域有廣泛的前景。實際檢測磁場時一般涉及環(huán)境溫度的影響,利用光子晶體光纖的抗電磁干擾、低損耗等優(yōu)勢,基于光子帶隙效應和定向耦合效應的填充型光子晶體光纖進行磁場和溫度傳感的研究具有重要的研究意義和應用價值。本文首先提出在包層空氣孔選擇性填充高折射率磁流體,形成光子帶隙結構。應用全矢量平面波展開法計算光纖帶隙,帶隙及其寬度隨磁場、溫度規(guī)律性漂移。當在包層空氣孔中選擇不同位置和結構填充磁流體體時,發(fā)現僅填充內層空氣孔時,帶隙漂移造成的變化率最大。當在包層第一層空氣孔中填充磁流體,晶格周期??9?m,空氣填充率分別選取d/0.9??和d/0.5??時,帶隙邊界波長檢測和帶隙寬度檢測的磁場、溫度靈敏度最高分別可達1.872nm/Oe、6.418nm/°C和0.595nm/Oe和2.038nm/°C。接著提出在光子晶體光纖包層的單個空氣孔中填充磁流體,形成定向耦合結構,檢測磁場、溫度的變化。該傳感結構可以實現磁場在100 Oe~250Oe,溫度在10°C~60°C范圍的檢測,利用全矢量有限元法(FEM)對該傳感器特性進行了仿真研究,結果表明在該范圍內磁場、溫度靈敏度最高可達1.1nm/Oe和3.857nm/°C左右,本文在光纖光學解決含磁場的多參量傳感的領域進行了一些基礎研究,將對衛(wèi)星磁控系統(tǒng)、電力線傳輸等領域的遠程監(jiān)測具有潛在的應用意義。
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN253;TP212

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本文編號：1288753