基于不同填充方式的光子晶体光纤磁场和温度传感的研究

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2、位类别一忠年—论文提交日期＿＿；；；；羣；月．裳罪＾．．．．彎響測裝幫般．４、ｙｆｃｓ；；南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过。的研巧成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过自＾材料一与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。＾２１硏究生：：白？签名日期斗用授权声南京邮电大学

3、学位论文使明本人授权南邮电大学可■保留并向国家有部口或送交论的和电子文京关机构文复印件可レ；许论文查阅和阅ッ将学位论文的全分编入关据进索；档允被借；部或部内容有数库行检可、、。采印描等复制保存学论文文电子文档的容和纸质Ｗ用影缩印或扫手段汇编本位本内一（生。论文的容相致。论文的公布包括刊登）授南京邮电学研理内权大巧晓办涉密学位论文在解密后适用权。本授书：。生Ｕ研签名；追签；日王見９巧导师名期平ResearchofMagneticFieldandTemperatureSensingBasedonDifferentFillingPatternsinPhotonicCr

4、ystalFiberThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByYouChengjieSupervisor:Prof.ShiWeihuaFebruary2016摘要光子晶体光纤因其结构的可设计性和空气孔的可填充性，能有效地提高有效折射率调谐范围和光纤特性的可控性，可用于制造高灵敏度、高分辨率的可调谐器件，特别在传感领域有广泛的前景。实际检测磁场时一般涉及环境温度的影响，利用光子晶体光纤的抗电磁干扰、低损耗等优势，基于光子带隙效应和定向耦合效应的填

5、充型光子晶体光纤进行磁场和温度传感的研究具有重要的研究意义和应用价值。本文首先提出在包层空气孔选择性填充高折射率磁流体，形成光子带隙结构。应用全矢量平面波展开法计算光纤带隙，带隙及其宽度随磁场、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磁流体体时，发现仅填充内层空气孔时，带隙漂移造成的变化率最9m大。当在包层第一层空气孔中填充磁流体，晶格周期，空气填充率分别选取d/0.9和d/0.5时，带隙边界波长检测和带隙宽度检测的磁场、温度灵敏度最高分别可达1.872nm/Oe、6.418nm/°C和0.595nm/Oe和2.038nm/°C。接着提出在光子晶体光纤包层的单个空气

6、孔中填充磁流体，形成定向耦合结构，检测磁场、温度的变化。该传感结构可以实现磁场在100Oe~250Oe，温度在10°C~60°C范围的检测，利用全矢量有限元法（FEM）对该传感器特性进行了仿真研究，结果表明在该范围内磁场、温度灵敏度最高可达1.1nm/Oe和3.857nm/°C左右，本文在光纤光学解决含磁场的多参量传感的领域进行了一些基础研究，将对卫星磁控系统、电力线传输等领域的远程监测具有潜在的应用意义。关键词:光子晶体光纤传感，定向耦合，光子带隙，磁场，温度IAbstractThephotoniccrystalfiber(PCF)withitsuniquecharacteristicsan

7、dadvantagesoverconventionalopticalfibers,PCFhasbeenappliedinmanyfieldsinrecentyears.Intheactualdetectionofmagneticfield,theinfluenceoftheambienttemperatureisgenerallyconsidered.Usingtheuniqueadvantage