为了实现光纤传感器压力增敏的效果, 设计了一种具有高双折射的光子晶体光纤结构。采用有限元法计算光子晶体光纤在不同应力作用下的有效折射率,基于光子晶体光纤的压敏特性, 分析光子晶体光纤的模式,并选择该结构里的一个空气孔, 填充具有特定折射率的液体材料, 构成新型压力传感器。该结构的压力灵敏度由COMSOL软件的仿真得出。结果表明,经填充液体后, 偏振相位灵敏度从72rad/(MPa·m)提升至128rad/(MPa·m), 显著提高了77.7%。该研究对增强传感器的力学性能有帮助。

为了研制具有更高灵敏特性的温度传感器, 文章提出利用光子带隙效应, 在PCF(光子晶体光纤)中选择性填充热敏液体实现高灵敏温度传感。应用全矢量平面波展开法计算光纤带隙, 带隙及其宽度随温度规律性漂移。当在包层空气孔中选择不同位置和结构填充热敏液体时, 发现仅填充内层空气孔时, 带隙随温度漂移造成的变化率最大。当在包层第一层空气孔中填充热敏液体, 晶格周期Λ=9 μm, 空气填充率分别选取d/Λ=0.9和d/Λ=0.5时, 带隙边界波长检测和带隙宽度检测的温度灵敏度分别可达到22.07和7.01 nm/℃, 具有精确度高和系统结构简单的优点。

提出了一种光子晶体光纤Lyot-Sagnac环切割宽带光源的中心频率连续可调的微波光子滤波器.用温敏液体（Cat.19340）对两段光子晶体光纤（长度为11.94 m和1.94 m）中心的一个大孔进行填充后嵌入Lyot-Sagnac环,仿真分析了不同填充占空比对Lyot-Sagnac环梳状谱周期和滤波器通带中心频率调谐范围的影响,结果表明：占空比越大,Lyot-Sagnac环的梳状谱周期越小,滤波器通带中心频率的调谐范围越大.在占空比最大温度为20℃和80℃时,两段光子晶体光纤的有效长度为10 m时,Lyot-Sagnac环的梳状谱周期分别为0.36 nm和0.26 nm;当两段光子晶体光纤的有效长度为13.88 m时,Lyot-Sagnac环的梳状谱周期分别是0.26 nm和0.19 nm.用该Lyot-Sagnac环对宽带光源进行切割,当温度在20℃到80℃之间变化时,通过调节环内的偏振控制器,多波长光源波长间隔可在0.19 nm~0.36 nm范围内连续可调,实现了滤波器通带中心频率在31.04 GHz~58.81 GHz范围内连续可调.

提出了一种光子晶体光纤Sagnac环切割宽带光源的中心频率连续可调的微波光子滤波器.用温敏液体(Cat.19340)对光子晶体光纤(长度为5m)中心的一个大孔进行填充后嵌入Sagnac环.仿真分析了不同填充占空比对Sagnac环梳状谱周期和滤波器通带中心频率调谐范围的影响, 测得占空比越大, Sagnac环的梳状谱周期越小, 滤波器通带中心频率的调谐范围越大.在占空比最大的情况下,当温度为20℃和80℃时, Sagnac环的梳状谱周期分别为0.72 nm和0.52 nm, 用该Sagnac环对宽带光源进行切割, 当温度在20℃~80℃变化时, 多波长光源波长间隔在0.72 nm~0.52 nm连续可调, 实现了滤波器通带中心频率在15.5GHz~21.5GHz范围内连续可调.

基于液体材料填充的微结构光纤光子器件有效地将功能材料在不同外界物理场作用下的物理效应同光纤自身的微纳结构结合起来，具有可调谐、设计灵活、全光纤结构和易于集成等优点，是未来光纤光子器件发展的重要方向。掌握不同填充材料、填充方法及所制作器件的不同特性、功能和应用对这一领域的研究具有重要的指导意义。综合阐述了近年来基于液体材料填充的微结构光纤光子器件的研究进展，分析和归纳了各种液态功能材料的种类、物理特性及填充方法，系统阐述了基于该种方法实现的光开关及衰减器、滤波器、调制器、色散补偿器等可调谐光纤光子器件及光纤传感器件，最后对该领域未来的发展方向和前景进行了展望，为未来新型光纤光子器件的研制提供必要的依据和参考。

设计了一种基于液体选择填充三芯光子晶体光纤的1.31/1.55 μm波分解复用器。中间为缺失一个 空气孔的普通二氧化硅纤芯,左右两纤芯填充了不同折射率的液体材料。根据光纤消逝场耦合的模式理论, 不对称相邻波导存在波长相关耦合。不同填充折射率的两纤芯与中间纤芯分别耦合,构成两个不同响应波长的光滤波器。 通过选择合适光纤长度,可实现不同波长光的分离。采用全矢量有限元法分析了光纤的传输特性, 讨论了填充不同折射率液体时波导间的模式耦合,得到了其匹配波长与耦合长度。基于光束传播法仿真发现,长度为4.88 mm的 光纤能实现1.31/1.55 μM波长光的解复用。