隨著現(xiàn)代學光纖技術的發(fā)展,光纖以其結構簡單、體積小和抗電磁干擾能力強等特點被越來越多的應用于傳感器領域,光纖傳感技術已經(jīng)成為傳感器研究領域的關鍵技術之一。自2004年人們第一次發(fā)現(xiàn)石墨烯起,人們對這種特殊的二維材料,表現(xiàn)出極大的興趣,并開展了一系列與之相關的研究與應用。尤其是在光電子學領域,石墨烯材料因其特有的光電學特性引起了國內(nèi)外的廣泛關注。石墨烯與光纖的結合能夠為光纖傳感、光電器件和光纖通信領域的研究帶來新的活力。結合光纖技術和石墨烯技術的優(yōu)點,本文提出了一種石墨烯修飾的D型多模光纖折射率傳感器方案,并對該傳感器進行了深入的理論和實驗研究。主要內(nèi)容包括:首先,對光纖傳感技術的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進行了簡要的的介紹,在大量查閱國內(nèi)外文獻的基礎上,闡述了石墨烯在光纖傳感技術中的應用,討論了石墨烯修飾D型多模光纖的研究意義。其次,對石墨烯電導率、介電常數(shù)、折射率等參數(shù)進行了分析計算,提出了基于石墨烯修飾的D型多模光纖折射率傳感器的設計方案,并使用有限元法進行了理論分析和仿真。再次,利用有限元分析法對石墨烯修飾后的D型多模光纖傳感器進行了理論分析和仿真,詳細研究了不同層數(shù)的石墨烯對光纖的有效折射...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及目的和意義
    1.2 D型光纖基本概念及研究進展
    1.3 石墨烯修飾光纖傳感器的研究進展
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 石墨烯光電特性及制備方法
    2.1 石墨烯基本結構
        2.1.1 石墨烯晶格結構
        2.1.2 石墨烯能帶結構
        2.1.3 石墨烯衍生物
    2.2 石墨烯特性
        2.2.1 石墨烯的電學性質(zhì)
        2.2.2 石墨烯的光學性質(zhì)
        2.2.3 石墨烯的其他性質(zhì)
    2.3 石墨烯的制備方法
        2.3.1 機械剝離法
        2.3.2 氧化石墨還原法
        2.3.3 化學氣相沉積法
        2.3.4 晶體外延生長法
    2.4 石墨烯的轉移方法
        2.4.1 基底刻蝕法
        2.4.2 干法轉移技術
        2.4.3 電化學轉移法
    2.5 小結
第3章D型多模光纖折射率傳感器的設計與仿真
    3.1 引言
    3.2 有限元分析法
    3.3 多模光纖傳感器理論基礎
        3.3.1 多模干涉效應
        3.3.2 倏逝場原理
        3.3.3 石墨烯的表面等離子體
    3.4 D型多模光纖傳感器設計與仿真
        3.4.1 相關參數(shù)的計算
        3.4.2 傳感器的傳感特性仿真研究
        3.4.3 有無石墨烯對于D型多模光纖模式分布的影響
        3.4.4 拋磨深度和石墨烯涂覆層數(shù)對傳感器的影響與分析
        3.4.5 外加電壓對石墨烯涂覆D型光纖的影響與分析
    3.5 折射率傳感特性仿真分析
    3.6 本章小結
第4章 傳感器的制備
    4.1 引言
    4.2 D型光纖的制作方法及過程
    4.3 石墨烯轉移至D型光纖的過程
    4.4 本章小結
第5章 實驗與結果分析
    5.1 引言
    5.2 實驗過程
    5.3 實驗結果及誤差分析
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3913376