学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于液晶包覆的长周期光纤光栅的调谐特性研究

作　者: 王少石
导　师: 陈建平
学　校: 上海交通大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 长周期光纤光栅 液晶 谐振波长 模式跳变 湿簧继电器
分类号: TN253
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 27次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


光交换和光传输是构成现代信息网络基本构架的两大支撑技术。随着光波分复用技术的成熟,光纤中的信道数目越来越多,必须采取新的技术来灵活地实现光信号的路由与交换。波长选择光开关是实现这一目标的一种新型基础器件,而波长调谐是其关键技术。因此,开展波长调谐器件与技术的研究具有很大的现实意义。长周期光纤光栅能够将纤芯导模某些特定波长的光耦合到同向传输的包层模式中,具有带阻作用,可实现波长选择功能。该谐振波长对环境折射率的变化比较敏感,在外包层包覆折射率可调的光学材料,可以实现调谐功能。液晶是一种折射率可调的光学材料,其折射率会随外界温度和外加电场变化。本文旨在利用液晶材料的折射率可调性,设计、实现以液晶作为长周期光纤光栅包覆层的调谐结构。基于液晶的长周期光纤光栅的调谐特性取决于可调的液晶折射率。为了研究液晶折射率随外界温度与外加电场的变化情况,需要对液晶折射率进行精密测量。本文利用光纤端面后向反射法测量了液晶的折射率,获得了液晶折射率随温度与外加电场变化的详细数据。论文详细分析了长周期光纤光栅的相关理论和调谐特性,搭建了实验平台,通过改变温度和电场,实验研究了基于液晶的长周期光纤光栅的频谱特性和调谐特性。本文所使用的液晶为德国默克公司的MDA-98-3699型液晶。在外界温度变化范围为20°C到65°C时,该液晶的折射率从1.477增加到1.515,与此相对应的长周期光纤光栅的谐振波长最大变化值为8.53nm。当外加电压从0V变化到400V时,测得液晶折射率从1.477变为1.48,相应的谐振波长的最大变化值为4.79nm。论文对上述实验进行了数值仿真分析和计算,理论和实验结果相吻合,验证了实验工作的可靠性。本文还对其他两项工作进行了探索性研究:利用湿簧继电器中簧片与水银的相对运动,对光波进行调制,实现光开关功能;探索了光纤微环谐振腔的制作方法,这种微环可与去除包层的裸纤相耦合来实现具有选频特性的光纤器件。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-16
  1.1 光交换中的波长调谐技术  11-12
  1.2 光纤光栅和液晶的基本特性  12-14
    1.2.1 光纤光栅  12-13
    1.2.2 液晶  13-14
  1.3 基于微环的调谐技术及基于湿簧继电器的光调制  14
    1.3.1 微环谐振腔  14
    1.3.2 湿簧继电器  14
  1.4 本文的主要内容  14-16
第二章 液晶的光学特性研究与折射率测量  16-26
  2.1 液晶的基本理论  16-17
    2.1.1 液晶简介  16-17
  2.2 液晶的光学基础  17-18
  2.3 液晶的热光效应  18-19
  2.4 液晶折射率的测量原理  19-20
  2.5 液晶折射率的测量方法  20-23
  2.6 液晶折射率的实验测量结果与分析  23-25
  2.7 本章小结  25-26
第三章 基于液晶的长周期光纤光栅调谐特性研究  26-55
  3.1 长周期光纤光栅模场理论  26-30
    3.1.1 长周期光纤光栅谐振条件  26-27
    3.1.2 长周期光纤光栅基模场的分布  27
    3.1.3 长周期光纤光栅包层模场的分布  27-29
    3.1.4 光纤光栅的耦合模理论  29-30
  3.2 基于液晶的长周期光纤光栅谐振特性随温度变化的实验  30-34
    3.2.1 基于液晶的长周期光纤光栅谐振特性随温度变化的实验装置  30-32
    3.2.2 温度特性对基于液晶的长周期光纤光栅谐振特性的影响  32-34
  3.3 实验结果与仿真比较分析  34-37
  3.4 模式跳变  37-45
    3.4.1 模式跳变理论研究  37
    3.4.2 模式跳变的实验研究与分析  37-45
  3.5 基于液晶的长周期光纤光栅谐振特性随电场变化的研究  45
    3.5.1 液晶的各种电光效应  45
  3.6 液晶的极化方式与实验结果分析  45-53
    3.6.1 利用平行板电极极化的实验方案与结论  46-50
    3.6.2 利用印刷电路板电极极化的实验方案与结论  50-53
  3.7 本章小结  53-55
第四章 新型光调制与光调谐技术的探索  55-65
  4.1 基于湿簧继电器的光调制技术研究  55-56
    4.1.1 湿簧继电器的基本原理  55-56
  4.2 实验系统设计  56-61
    4.2.1 对光光路的设计  56-59
    4.2.2 实验整体系统的设计  59
    4.2.3 实验结果分析  59-61
  4.3 基于微环谐振腔的实验探索  61-63
  4.4 本章小结  63-65
第五章 全文总结  65-67
参考文献  67-71
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  71-72
致谢  72-76

相似论文

  1. 电子提花编织机电控系统设计,TS183
  2. 长周期光纤光栅光谱特性及传感特性的研究,TP212
  3. 特种光纤光栅多参量传感及应用研究,TP212.14
  4. 多模光纤与单模光纤网络全光纤互联带通滤波器研究,TN713.5
  5. 超窄线宽光纤环形腔激光器跳模研究,TN248
  6. 光纤光栅传感及Sagnac环关键技术的研究,TN253
  7. 含三联苯液晶基元的甲壳型聚乙炔的合成与性能研究,O631.3
  8. 液晶显示检眼镜技术研究,R778
  9. 电子技术综合实训平台开发与应用,TN0-4
  10. 扭曲向列相液晶显示器中的响应时间研究,TN873.93
  11. 光学自补偿弯曲模式的优化,TN873.93
  12. 基于半刚性温敏性无规共聚物的合成与表征,O631.3
  13. 氢键驱动下温度/pH响应型胆甾相液晶复合材料的制备及性能研究,O753.2
  14. 表层液晶取向行为的定量模拟研究,O753.2
  15. 新型可调谐窄线宽分布反馈染料激光器的研究,TN248
  16. 双稳态液晶器件的电光特性研究,O753.2
  17. 液晶显示控制器设计及其在PSoC实验平台上的应用,TN873.93
  18. 含噁二唑的吡啶甲酸液晶材料及其环金属铱配合物的合成与光电性能研究,O621.13
  19. 聚对苯二甲酰对苯二胺液晶溶液性质及其纤维成形工艺的研究,TQ340.6
  20. 液晶缺陷一维光子晶体微谐振腔的调谐特性,O734
  21. 联苯二酚系列产品开发及联苯类液晶材料合成研究,O753.2

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 波导光学与集成光学 > 光纤元件
© 2012 www.xueweilunwen.com