氧化硅微纳光波导的性能分析及在传感领域的应用

氧化硅微纳光波导的性能分析及在传感领域的应用

论文摘要

近几年来,微纳光波导在制备技术上获得了突破,并具有很多特殊性质,包括低损耗、强倏逝波场等。它在传感器、光电子器件、生物检测等多个领域具有潜在的应用前景。微纳技术的发展,将为减小光子器件尺寸、生物学的发展提供支持。本论文的主要内容是研究微纳光波导的传输特性及其在传感领域中的应用。首先,从当前已有的一维微纳结构的光波导出发,介绍了微纳光纤的制备方法,通过火焰加热拉伸法制备了微纳光波导(微纳光纤)。理论分析了其光学特性,重点分析了倏逝波场。在此基础上,进行了微纳光纤的传输特性实验,分析了直径10~2~10~3nm的氧化硅微纳光纤在其直径与外部介质(折射率)变化时的传输损耗。其次探讨了微纳光纤作为马赫—泽德干涉仪敏感臂的可行性,并介绍了干涉条纹的处理方法—相位分析法。最后,根据氧化硅微纳光波导(微纳光纤)具有低损耗、小尺寸、强倏逝波场等特点,本论文还对微纳光波导在高灵敏传感器、生物传感器、微光子器件等领域中的应用前景进行了讨论。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 微纳光波导
  • 1.2 目前已有的一维微纳结构的光波导
  • 1.3 国内外当前氧化硅微纳光波导制备方法介绍和比较
  • 1.4 国内外氧化硅微纳光波导研究进展
  • 1.5 本论文研究内容及意义
  • 第二章 氧化硅微纳光波导的制备和光学特性
  • 2.1 氧化硅微纳光波导的制备
  • 2.2 氧化硅微纳光波导的光学特性
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 微纳光波导传输特性的研究一(光强)
  • 3.1 传输特性实验
  • 3.2 实验结果
  • 3.3 本章小节
  • 第四章 微纳光波导传输特性的研究二(相位干涉)
  • 4.1 单模干涉传感器
  • 4.2 Mach-Zehnder干涉实验
  • 4.3 相位解析法
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 氧化硅微纳光波导的应用前景
  • 5.1 在光纤传感器领域中的应用
  • 5.2 微光子学器件应用领域
  • 5.3 其它应用领域
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 结束语
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间已发表和录用的文章
  • 相关论文文献

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