光子晶体光纤超连续谱产生及表面等离子体传感器的研究.pdf

南开大学
硕士学位论文
光子晶体光纤超连续谱产生及表面等离子体传感器研究
姓名:邢凤飞
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:李乙钢
20090501
摘要已经成为近年来光纤非线性光学领域的研究热点,开展其理论机理和应用研究的产物,能够灵敏的检测待测介质组成的微小变化,适用于研究传感器表面敏感层中物质与介质溶液的生物及化学反应,进而定量测定介质溶液中的微量生采用分步傅立叶方法理论模拟了谐撞墓蹋氐惴治隽啁啾及有初始啁啾两种情况下飞秒脉冲在光纤内传输时的时域图和光谱图,对利用飞秒激光泵浦实芯的高非线性笛椴饬苛顺撞难莼过程。对实验结果分析表明,在超连续谱产生的初始阶段,新光谱成分从泵浦超连续谱在光学相干层析⒐馔ㄐ挪ǚ指从谩⒊搪龀逖顾酢⑵德度量学、相干反斯托克斯拉曼散射成像、飞秒载波包络相移的测量和控制以及大气科学等领域具有广泛应用。光子晶体光纤蚓哂懈叩姆窍咝院土榛的色散特性而成为超连续谱产生的理想材料。利用光子晶体光纤产生超连续谱具有重要的学术研究意义和实际应用价值。光纤表面等离子体共振传感器在化学、生物、环境与医药等领域具有重要应用。它是将高灵敏度的ǜ屑际跤氲湍芰肯牡墓庀舜浼际跤谢岷物和化学活性物质。奈⒖卓梢宰魑4庖禾宓奈⑼ǖ溃铱拷诵荆而能提高检测的灵敏度。本文的主要内容包括:庾泳骞庀瞬椎睦砺垩芯在反常色散区内泵浦脉冲的初始啁啾对连续谱产生的影响。运算得到了无初始比得出在反常色散区泵浦时正啁啾有助于超连续谱的产生,而负啁啾则不利于超连续谱产生。庾泳骞庀顺撞氖笛檠芯脉冲光谱中分裂出来,自相位调制в吐龀迥诶⑸湫вζ鹬饕作用。进一步提高泵浦功率,光谱在短波和长波方向上突然展宽。实验得到波长范围从某渍箍怼利用飞秒激光脉冲,纤芯内含有亚波长量级小孔的辛顺椎产生和可见光波段模场分布情况的研究。实验得到了多种多样的可见光波段的光斑花样。分析发现,部分光斑是由不同颜色且具有不同偏振态的高阶模混合
基于有限元法,建立了三环形大孔砻娴壤胱犹宕ǜ衅鞯睦砺勰P停厚度对其共振响应峰的中心波长和峰值强度的影响。计算表明响应峰值对光纤叠加而成的。庾泳骞庀吮砻娴壤胱犹骞舱翊ǜ械睦砺垩芯给出了传感器测量液体样品折射率的物理机制,并分析了光纤结构参数和金膜结构和金膜厚度极其敏感,通过对光纤传感器的设计可以改变共振响应峰的形状和位置。关键词:光子晶体光纤,超连续谱产生,表面等离子体共振传感器摘要Ⅱ
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刁吖月衫日学位敝作者虢唧再雒南开大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.翌翌￡羔生⋯⋯.学位论文作者签名:彳斫南开大学学位论文版权使用授权书本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。经指导教师同意,本学位论文属于保密,在年解密后适用本授权书。指导教师签名:学位论文作者签名:解密时间年月日各密级的最长保密年限及书写格式规定如下:内部最长辏缮儆年秘密★年畛辏缮儆机密最长年,可少于年.
仃彩霸第一章引言第一节光子晶体简介第二节光子晶体光纤光子晶体是折射率在空间周期性变化的介电结构,其变化周期为光波长数量级““。按照维度可划分为一维、二维和三维光子晶体,如图所示。光子晶体具有光予带隙”彩谴τ诠庾哟肚虻哪切┢德实墓獠ū唤乖诰内传播,通俗讲折射率的周期性变化起到类似多维衍射光栅的作用。通过人工设计和制造光子晶体,人们能够从微观尺度上控制光子的传播行为,影响光子的产生,揭示深层的物理机制。基于此,光子晶体是当前科技领域内的研究热光子晶体光纤凇笔且恢纸⒃诙庾泳理论基础上的新型光纤,是二维光子晶体最典型的应用之一,。年人根据光子晶体的导光原理首次提出了母拍睢辏⒐习财斩俅学和丹麦技术大学成功制各出了第一根4哟耍琍以其独特的光学特性和灵活的设计方法成为近十几年来的研究热点,并得到了迅速的发展。凑盏脊庠砜苫治H诜瓷湫和光子带隙型端面结构分别如图所示。