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文檔簡介
1、光子晶體光纖(photonic crystal fiber,PCF)即微結(jié)構光纖。它獨特的結(jié)構特點使得它具有與眾不同的光學特性,這讓PCF在傳感,通信等方面都具有十分明顯的優(yōu)勢,發(fā)展前景十分廣闊。液晶對于溫度和電磁場,都具有高度的敏感性,其與PCF的結(jié)合,使得PCF達到了可調(diào)節(jié)的目的。同樣,依托倏逝波原理的PCF傳感器在檢測物質(zhì)方面也具有越來越普遍的應用。本文對以上兩種PCF的傳感性能進行了研究,并對以上兩種PCF進行了新的結(jié)構設計,使
2、用有限元法,對其傳感性能進行了分析計算,為相應的研究提供了理論基礎。
本文研究的主要內(nèi)容包括:
解釋了PCF的概念,以及所具有的特征;并對不同類型的PCF進行了介紹;分析了PCF傳感器在現(xiàn)階段的發(fā)展情況應用現(xiàn)狀。
對液晶的三種類型,所具有的的物理性質(zhì)做了介紹,重點對其光學特性進行了推導。對本文中所使用的向列相液晶做了重點介紹,推出其折射率的數(shù)值表達,為后續(xù)利用有限元法計算將液晶填充于PCF中的傳輸提供了可靠
3、的理論依據(jù)。
對本文使用的計算方法做了詳細的講解。有限元法為COMSOLl模擬軟件的主要理論支撐,著重介紹了其詳細過程與具體步驟。
使用COMSOL軟件設計了四種結(jié)構,對其空氣孔有選擇性的填充5CB液晶,并改變其外加電場,對四種結(jié)構進行模擬,得出基模有效折射率、截止頻率、有效模場面積、數(shù)值孔徑和色散的變化情況,隨后,使用MATLAB軟件,擬合出相應數(shù)據(jù)的二維曲線,從而獲得四種PCF結(jié)構傳感性能隨輸入頻率的變化趨勢,并
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