导读:本文包含了空芯光子晶体光纤论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:计量学,甲烷检测,气体传感,空芯光子晶体带隙光纤
空芯光子晶体光纤论文文献综述
王志芳,王书涛,王贵川,车先阁[1]（2019）在《空芯光子晶体带隙光纤用于甲烷检测的研究》一文中研究指出基于甲烷的光谱吸收理论,设计了一套利用空芯光子晶体带隙光纤(HC-PBGF)做传感气室的全光纤甲烷检测系统。根据HITRAN2012数据库和HAWKS软件确定甲烷的检测波长;利用气泵在HC-PBGF两端形成压力差来加快甲烷气体的扩散,利用反射镜延长光程至2倍;通过实验得到190 s后气体扩散完成,0. 5 h内系统示值波动为0. 012%,平均重复率为99. 63%。最后配制0～2. 5%浓度的甲烷气体进行浓度检测,得出甲烷浓度与相对吸收强度呈线性关系,线性度为99. 92%。该系统成功实现了将HC-PBGF的空芯结构用于甲烷的吸收检测,加快了系统的响应速度,实现了仪器的小型化,使在线检测更加方便。(本文来源于《计量学报》期刊2019年06期）
王超,冯国英,陈晓旭,杨超,李玮[2]（2019）在《空芯光子晶体光纤的塌缩及选择性液体填充》一文中研究指出研究了一种空芯光子晶体光纤(HC-PCF)的微孔塌缩特性,所用设备为传统光纤熔接机,对塌缩后的光纤实现了液体的选择性填充。并通过有限元法仿真分析了该空芯光纤在液体填充前后的基本参数:有效折射率、模场有效面积、数值孔径。通过仿真对比发现空芯光纤在中心孔选择性液体填充后非线性效应增大;通过实验得出了最佳光纤塌缩参数为光纤端面距离放电中心距离为50μm,放电时间800 ms,放电强度为15.5 mA。(本文来源于《激光与红外》期刊2019年09期）
胡启航[3]（2019）在《基于双芯光子晶体光纤的多模式选择性耦合转换器研究》一文中研究指出在模分复用光通信系统中,模式转换是构建模分复用系统的重要环节。本论文借助光子晶体光纤独特的光学特性及灵活的设计结构等优点,提出了基于非对称双芯光子晶体的模式选择性耦合转换器,并且利用模式耦合理论以及光束传播法,分析讨论了该模式选择性耦合转换器中基模与高阶模的转换、相关独特带宽特性及制作工艺产生的误差。本论文的主要研究内容可以分为以下几方面:1.提出了一种基于混合双芯光子晶体的模式选择性耦合转换器。本文研究表明,选择适当的光子晶体光纤结构参量,模式选择性亲合器可以在波长为1550nm时,实现基模向更多高阶模式的转换,并且耦合转换效率达到了95%以上,从而大大提高光纤传输系统的传输容量,满足了网络流量的快速增加对传输容量的需求。2.研究了该模式选择性耦合器中包层掺锗率的合理性,通过对非对称双芯光子晶体光纤结构进行合理调整,可以显着降低此非对称光子晶体光纤右侧纤芯包层的折射率,其低掺杂率为工程应用提供了有效的参考。3.多方面论证了该非对称双芯结构的多模式选择性耦合器中纤芯之间的介质孔大小、填充折射率位置等因素对波长带宽特性的重要影响,通过改变其中一个或几个因素,能够得到较为独特的波长带宽特性。研究表明该耦合转换器所能实现的最小带宽可达2nm,窄带宽的模式耦合器可以滤除特定的波长实现窄带滤波的效果。4.探讨了工艺误差对该混合光子晶体光纤模式转换器性能方面的影响,所得结论将为光纤制作和误差控制范围提供参考依据,同时,可以加快新型光纤以及相关模分复用系统的实用化进程,进一步促进光纤通信容量的提升。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-05-30）
吕淑媛,杜绍勇[4]（2018）在《基于LabVIEW的空芯光子晶体光纤CO_2气体检测系统》一文中研究指出为了实现全光纤型高灵敏度气体在线检测系统,以空芯光子晶体光纤为传感气室,利用CO_2气体分子在1 572.48 nm附近吸收谱以及虚拟仪器LabVIEW平台搭建了双光路差分CO_2气体近红外检测实验系统。实验中所用空芯光子晶体光纤长度为1.8 m,通过对其两端同时充气,提高了系统响应速度,0.1 MPa下充气过程仅需100 s左右。以标准浓度CO_2气体对该系统进行了标定,并对浓度2%、5%、10%和100%的CO_2气体进行了测量,结果表明100 min内浓度检测相对误差不超过2%,标准差最大3.32%。气体吸收光程为1.8 m,系统检测灵敏度达到5.981 8×10~(-5)μW/ppm。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2018年11期）
雷景丽,侯尚林,袁鹏,王道斌,李晓晓[5]（2018）在《聚乙烯叁角芯光子晶体光纤的太赫兹波传输研究（英文）》一文中研究指出利用全矢量有限元法,研究了一种新型叁角芯聚乙烯太赫兹光子晶体光纤,对单模截止频率,色散和损耗进行了数值模拟。结果表明单模传输太赫兹频率范围可通过包层节距、包层空气孔直径和纤芯空气孔直径调节。在波长60~450μm范围内,可以获得0.1~5 THz的宽频带单模传输,波导色散值可以控制在±0.5 ps/(nm·km)。在2.8 THz频率处传输损耗可以低至2.67 d B/m。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2018年S1期）
李晓倩[6]（2018）在《空芯光子晶体光纤熔接技术研究》一文中研究指出空芯光子晶体光纤(Hollow-core Photonic Crystal Fiber,HC-PCF)因其利用纤芯的空气导光而具有低损耗、低色散、低非线性和高损伤阈值等优点。其中,带隙型空芯光子晶体光纤(Hollow-core Photonic Bandgap Fiber,HC-PBGF)目前可以实现空芯光纤中最低损耗光传输,在光纤传感和光纤通信等领域受到了广泛应用。近年来,国际上兴起的空芯反谐振光纤(Hollow-core Anti-resonant Fiber,HC-ARF)因具有结构简单、设计自由和导光机制新颖等优势成为光纤光学领域的研究热点。相比于带隙型空芯光子晶体光纤,HC-ARF具有传输损耗低、带宽宽和单模导光等优良特性,在传感、非线性光学、高功率激光和紫外/红外光传输等领域具有很大的应用潜力。随着光子晶体光纤的逐渐实用化,实现光子晶体光纤和普通单模光纤的低损耗熔接是亟待解决的重要问题。对两类空芯光子晶体光纤的熔接问题进行了理论分析、数值模拟和实验研究。主要研究内容如下:1.影响光纤熔接损耗的因素有很多,其中模场失配是主要因素。实验中经常采用的模场匹配技术有借助过渡光纤、热扩芯技术、拉锥技术以及控制毛细孔塌陷增大模场等技术。有限元法作为一种数值求解方法,在许多工程以及科研领域得到广泛应用。使用商用多物理场有限元分析软件Comsol结合Matlab仿真了光纤的模场信息,并运用相关公式计算了空芯光子晶体光纤和不同实芯光纤之间的耦合损耗。2.热致扩芯技术是通过光纤拉锥机或光纤熔接机对光纤进行高温加热处理,使纤芯中的高掺杂离子向包层部分扩散,扩大纤芯有效区域,进而增大其模场。基于仿真结果,使用光纤拉锥机对单模光纤进行热扩芯处理,实现模场匹配,使用特种光纤熔接机,自行编辑熔接程序,得到空芯反谐振光纤和普通单模光纤的最低熔接损耗为1 dB。3.过渡光纤技术是在两待熔光纤之间加入一段模场匹配的光纤,实现模场匹配。当前实芯光纤之间的熔接技术已经很成熟,通过一些后处理和绝热熔接,可以实现低损耗熔接。基于仿真结果,实验中选用一段模场接近空芯反谐振光纤的实芯大模场光纤作为模场过渡,连接单模光纤和空芯反谐振光纤。最终将普通单模光纤到空芯反谐振光纤的熔接损耗从3 dB降至0.844 dB。4.带隙型光子晶体光纤研究起步较早,目前在很多方面已经实现了应用,但是熔接质量仍然影响其应用。通过引入一段高V值的光纤作为过渡,结合热扩芯技术,将带隙型空芯光子晶体光纤和普通单模光纤的熔接损耗由直接熔接的1.4 dB降至0.73 dB。借助特种光纤熔接机,通过两步放电熔接法,实现了带隙型空芯光子晶体光纤和其自身高强度低损耗熔接,熔接损耗为0.52dB。(本文来源于《北京工业大学》期刊2018-06-01）
赵兴涛,华露,蒋国辉,程吉瑞,熊强[7]（2018）在《多孔芯光子晶体光纤及其偏振特性》一文中研究指出强激光与气体的长距离相互作用能产生许多新奇的物理效应,而自由空间光束的自聚焦、衍射、散射等问题限制了该科技领域的发展。本文提出了一种新型多孔芯光子晶体光纤,纤芯亚波长、低折射率空气孔可以传光,具有宽带、低损耗、单模传输特性。利用倏逝波耦合效应,研究了纤芯亚波长空气孔束缚光的原理。根据光波传输的电磁场理论,分析了低折射率空气孔中的光强增大效应。强光在空气孔中长距离传输,为光与物质的相互作用提供了新条件,可以用于气体传感、非线性光学、高集成光子技术、原子操控等。由于纤芯空气孔可以传光,改变空气孔的大小,直接影响模场分布,进而可以获得很高的结构双折射。通过光纤结构参数的合理设计,分别获得了B=4×10-2的高双折射、纤芯直径5μm的大模场高双折射、大模面积单偏振单模特性,在光纤偏振器、光纤滤波器、光开关及光纤传感等领域有广泛的应用前景,为新型光场调控提供了新方法。(本文来源于《发光学报》期刊2018年05期）
马晓晴[8]（2018）在《基于空芯光子晶体带隙光纤对甲烷浓度检测与预测的研究》一文中研究指出空气污染物是一种以气态形式进入近地面或低层大气的外来物质。空气污染不仅给生物的生存和发展带来危害,还会造成物体的腐蚀。甲烷作为主要污染气体之一,对甲烷浓度的实时在线检测已成为保护生态环境的重要任务。本文以光学式检测为主线、以空芯光子晶体带隙光纤为传感元件、以分析甲烷浓度为目的,结合光谱吸收检测技术和神经网络预测技术,搭建出本文甲烷浓度检测系统。论文主要研究工作如下:(1)根据气体分子的运动形式及吸收特性,分析甲烷气体吸收光谱理论,确定甲烷吸收峰对应的中心波长。通过对比光谱吸收式差分检测和谐波检测的优劣,确定甲烷气体浓度的检测方法。(2)构建实验系统的结构模型,分析光源部分、气室部分、光电转换部分、谐波信号提取部分、数据采集部分的具体理论知识,选取每个部分所需要的实验设备。在气室部分,提出采用空芯光子晶体带隙光纤作为传感探头的方案,分析导光机制、确定空芯包层间隙的长度。(3)配置叁十种不同浓度的甲烷气体,进行吸收光强的实验;利用总体平均经验模态分解的算法对吸收光谱进行去噪;利用光谱吸收式谐波法检测法,对甲烷气体进行浓度的线性实验。(4)分析BP神经网络与优化的PSO-BP神经网络的理论基础,分别应用在甲烷气体浓度定量分析实验中,达到预测浓度的作用。(本文来源于《燕山大学》期刊2018-05-01）
孟凡超,刘博文,王思佳,刘军库,栗岩锋[9]（2018）在《充氩气Kagome空芯光子晶体光纤中超连续光谱产生的动力学研究》一文中研究指出利用飞秒激光在充氩气的Kagome结构空芯光子晶体光纤中产生了高亮度宽带的超连续光谱.通过改变填充气体的气压以及输入激光的单脉冲能量可以对产生的超连续光谱进行控制.利用中心波长980 nm的飞秒脉冲作为抽运获得了光谱范围覆盖340~1 550 nm的宽带超连续光谱.通过基于载波的单向脉冲传输方程研究了超短脉冲在充氩气的Kagome光纤中产生超连续光谱的动力学过程.(本文来源于《红外与毫米波学报》期刊2018年02期）
党佩佩[10]（2018）在《空芯带隙型光子晶体光纤的传感特性研究》一文中研究指出气体、液体、生物化学等传感器被广泛应用于环境保护、安全生产以及国防航天等领域。与电化学材料相比,光纤具有抗电磁干扰的特性,具有传输损耗小、耐腐蚀性强等优点,可以应用到高温高压、大型机电、易燃易爆等危险环境,空芯带隙型光子晶体光纤结构独特,能作为传感单元为光与气体,液体等物质反应提供理想的场所,因此在气体传感、液体传感、生物化学传感等领域受到广泛的关注。本论文研究和设计了基于空芯带隙型光子晶体光纤的传感器,研究内容主要分为以下四个部分:1.介绍了几种光子晶体光纤常用的数值计算方法及其各自的优缺点,着重分析了矢量有限元法,介绍了矢量有限元法的计算步骤,推导了计算公式。2.设计了基于表面等离子体共振的光子晶体光纤液体传感器。利用COMSOL软件模拟仿真了传感器的灵敏度、有效折射率等参数;计算分析了光纤的谐振波长与有效折射率实部之间的关系;最后计算了金属膜的厚度、石墨烯膜的厚度、纤芯空气孔的尺寸以及被测物折射率的变化对光子晶体光纤传感特性的影响。3.设计了基于红外吸收光谱原理的空芯光子晶体光纤气体传感系统,该系统包括光源、光路和后端信号检测电路叁个部分。选择分布反馈激光器作为光源,采用实验室自主研发的温控和电流驱动器驱动激光器;光路由全光纤组成,考虑到空芯光子晶体光纤与单模光纤的模场直径不匹配,利用准直镜和聚焦镜实现二者的耦合,将气室与电路分隔开,为气体的测量提供了安全保障;设计了电流转电压电路和放大电路用于检测后端信号。使用锁相放大器、NI数据采集卡和基于LABVIEW的信息采集平台进行信号处理,提取二次谐波信号来表征气体浓度。4.进行甲烷气体浓度测量实验,提取二次谐波表征气体浓度,结果显示该检测系统具有良好的线性度和稳定性。通过分析传感器的Allan方差变化,结果显示,在1秒的平均时间内,最小检测下限约为4.7ppm。当积分时间增加到83秒时,最小检测下限降低到0.632ppm。本论文的创新点:1.设计了基于表面等离子体共振的光子晶体光纤液体传感器。在分析物通道内侧涂上金层以作为等离子体激元材料来精确检测分析物,并在金层外侧涂上薄的石墨烯层以防止氧化。使用有限元法(FEM)进行光纤性能和传感性能的数值研究,通过研究光纤结构参数对等离子体激发特性的影响,优化了传感性能。结果显示在1.37-1.40的折射率检测范围内传感器的最大折射率灵敏度是12000nm/RIU,最大振幅灵敏度为318 RIU~(-1),此时的分辨率是3.1·10~-55 RIU。该传感器适用于检测各种高折射率化学品,生化和有机化学分析物。2.设计了吸收光谱式光子晶体光纤气体传感系统,采用全光纤式光路结构,设计了一个小型气室,将气体检测部分与电路进行隔离,检测系统具有良好的线性度和稳定性,在1秒的平均时间内,最小检测下限约为4.7ppm。当积分时间增加到83秒时,最小检测下限降低到0.632ppm。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-04-01）
空芯光子晶体光纤论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
研究了一种空芯光子晶体光纤(HC-PCF)的微孔塌缩特性,所用设备为传统光纤熔接机,对塌缩后的光纤实现了液体的选择性填充。并通过有限元法仿真分析了该空芯光纤在液体填充前后的基本参数:有效折射率、模场有效面积、数值孔径。通过仿真对比发现空芯光纤在中心孔选择性液体填充后非线性效应增大;通过实验得出了最佳光纤塌缩参数为光纤端面距离放电中心距离为50μm,放电时间800 ms,放电强度为15.5 mA。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
空芯光子晶体光纤论文参考文献
[1].王志芳,王书涛,王贵川,车先阁.空芯光子晶体带隙光纤用于甲烷检测的研究[J].计量学报.2019
[2].王超,冯国英,陈晓旭,杨超,李玮.空芯光子晶体光纤的塌缩及选择性液体填充[J].激光与红外.2019
[3].胡启航.基于双芯光子晶体光纤的多模式选择性耦合转换器研究[D].北京邮电大学.2019
[4].吕淑媛,杜绍勇.基于LabVIEW的空芯光子晶体光纤CO_2气体检测系统[J].红外与激光工程.2018
[5].雷景丽,侯尚林,袁鹏,王道斌,李晓晓.聚乙烯叁角芯光子晶体光纤的太赫兹波传输研究（英文）[J].红外与激光工程.2018
[6].李晓倩.空芯光子晶体光纤熔接技术研究[D].北京工业大学.2018
[7].赵兴涛,华露,蒋国辉,程吉瑞,熊强.多孔芯光子晶体光纤及其偏振特性[J].发光学报.2018
[8].马晓晴.基于空芯光子晶体带隙光纤对甲烷浓度检测与预测的研究[D].燕山大学.2018
[9].孟凡超,刘博文,王思佳,刘军库,栗岩锋.充氩气Kagome空芯光子晶体光纤中超连续光谱产生的动力学研究[J].红外与毫米波学报.2018
[10].党佩佩.空芯带隙型光子晶体光纤的传感特性研究[D].吉林大学.2018
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