基于偏芯光纤的倾斜长周期光栅制作及其特性研究开题报告

 2024-06-19 14:23:30

1. 本选题研究的目的及意义

长周期光纤光栅(Long-PeriodFiberGrating,LPFG)作为一种重要的光纤无源器件,在光纤通信、光纤传感以及光纤激光器等领域展现出巨大的应用潜力。

传统LPFG通常采用对称结构,其光学特性受环境参数变化的影响有限。

为了进一步提高LPFG的灵敏度和应用范围,近年来,研究者开始关注非对称结构LPFG,例如倾斜长周期光纤光栅(TiltedLong-PeriodFiberGrating,TLPFG)。

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2. 本选题国内外研究状况综述

近年来,倾斜长周期光纤光栅(TLPFG)由于其独特的偏振相关特性,在光纤传感、通信等领域引起了广泛的关注。

国内外学者对TLPFG的制作工艺、特性及其应用进行了大量的研究。

1. 国内研究现状

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将以偏芯光纤为基础,采用CO2激光刻蚀技术制作TLPFG,并对其透射谱特性和偏振特性进行系统研究,探讨其在传感领域的应用潜力。

1. 主要内容

1.研究偏芯光纤的结构特性,分析其折射率分布、模式场分布等参数对TLPFG性能的影响。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,具体步骤如下:1.理论分析阶段:a)研究偏芯光纤的结构特性,分析其折射率分布、模式场分布等参数对TLPFG性能的影响。

b)基于耦合模理论,分析TLPFG的模式耦合机理,推导光栅透射谱的理论模型,分析光栅周期、倾斜角度、光栅长度等参数对透射谱的影响规律。

2.数值模拟阶段:a)利用有限元分析软件COMSOL对TLPFG进行建模,模拟光在TLPFG中的传输过程,分析其透射谱特性和偏振特性。

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5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面:1.TLPFG的结构创新:采用偏芯光纤作为基底材料,结合CO2激光刻蚀技术,制备具有独特结构的TLPFG,相较于传统TLPFG,该结构能够有效增强光栅的偏振特性,提高其灵敏度和传感性能。

2.TLPFG的特性研究:系统研究TLPFG的透射谱特性和偏振特性,分析光栅结构参数对光学特性的影响规律,为TLPFG的设计和优化提供理论依据。

3.TLPFG的应用探索:探索TLPFG在传感领域的应用,研究其对温度、折射率、应力等物理量的传感特性,为高性能光纤传感器的开发提供新的思路。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

[1] 李政.基于CO2激光刻蚀的长周期光纤光栅的制作及传感特性研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2022.

[2] 张强,刘统玉,谢尚,等.倾斜长周期光纤光栅折射率传感器研究[J].压电与声光,2022,44(05):784-788.

[3] 周颖慧,冯丽爽,贾宝华.长周期光纤光栅的传感特性研究[J].激光与红外,2021,51(12):1603-1608.

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