1 广西民族师范学院物理与电子工程系, 崇左 532200
2 广西职业技术学院计算机与电子信息工程系, 南宁 530662
3 广西师范大学电子工程学院, 桂林 541004
给出了镀膜长周期光纤光栅芯层模式和包层模式耦合的耦合系数的详细表达式, 应用此表达式对镀膜长周期光纤光栅的耦合系数的特性进行了较为详细的研究。研究发现: 1)同次模式的耦合系数随薄膜厚度变化而变化, 在某些厚度下, 奇次模式耦合的耦合系数与偶次模式耦合的耦合系数几乎相等; 2)在某些厚度处, 交流耦合系数会有跳变发生; 3)交流耦合系数随环境折射率的变化而变化, 并且当环境折射率靠近光纤包层折射率时交流耦合系数会有急剧跳变发生。
耦合系数 长周期光纤光栅 薄膜厚度 折射率 coupling coefficient long period fiber grating film thickness refractive index
1 广西师范大学电子工程学院, 广西 桂林 541004
2 梧州学院 电子信息工程系, 广西 梧州 543002
3 广西师范大学物理科学与技术学院, 广西 桂林 541004
镀膜长周期光纤光栅传感器是目前光纤光栅传感研究的一个热点,但关于此类传感器模型的全面的理论分析目前还很少。本文基于严格的四层模型,从理论上对芯层折射率调制为矩形波调制的薄膜长周期光纤光栅的特性进行了详细的分析。在充分考虑材料色散对光纤芯层和包层的影响后,对薄膜参数、占空比和环境折射率的变化对镀膜长周期光纤光栅的谱特性的影响进行了数值研究。研究结果表明,薄膜参数对透射谱有重要影响,合理设计薄膜厚度可以获得较佳的损耗峰。研究还发现,镀膜后占空比对透射谱的影响减小,而对环境折射率变化的敏感度增加。在占空比为0.5时光栅具有最大的损耗峰值。
镀膜长周期光纤光栅(LPFG) 矩形调制 透射谱 占空比 LPFG with film overlay rectangle index modulation transmission spectrum duty cycle
1 广西师范大学电子工程学院, 桂林 541004
2 上海豪仕杰喷码技术有限公司, 奉贤区 201404
3 广西师范大学物理科学与技术学院, 桂林 541004
基于严格的光栅三包层模型及其色散方程, 对镀膜长周期光纤光栅的折射率传感特性进行了详细的研究。研究发现, 镀膜长周期光纤光栅的谐振波长随环境折射率的变化而变化, 而且这种变化有一个跳跃, 跳跃后的变化与跳跃前相同: 如跳跃前向短波方向漂移, 则跳跃后也向短波方向漂移。镀膜后, 长周期光纤光栅的折射率探测范围得到拓宽, 而且探测的灵敏度比没有镀膜时高一个数量级以上。薄膜厚度越接近最优厚度(OOT), 镀膜长周期光纤光栅的灵敏度越高。
长周期光纤光栅(LPFG) 环境折射率 谐振波长 灵敏度 LPFG environment refractive index resonant wavelength sensitivity
广西师范大学物理与电子工程学院，广西 桂林 541004
长周期光纤光栅是近几年出现的新型光纤器件，表现为前向传播的纤芯导模与同向传播的各阶次包层模在特定波长时的模式耦合，因此它在温度、应变、折射率传感方面比普通的光纤光栅有更大的优越性.运用耦合模理论，首先讨论了长周期光纤光栅的谐振波长，并模拟了其透射谱.其次在理论上详细分析了长周期光纤光栅对环境折射率的敏感特性，讨论了环境折射率敏感度因子与包层模次数的关系，并比较了不同环境折射率下的灵敏度.最后模拟了在环境折射率小于光栅包层折射率的情况下，谐振波长随环境折射率变化的规律.
长周期光纤光栅 环境折射率 谐振波长 long-period fiber grating surrounding refractive index resonant wavelength
