【摘 要】
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微米纤维作为重要的光波导在信息传输与处理中得到了广泛的应用,而自上世纪八十年代开始,一种特殊的光纤-微纳米光纤在光耦合、光学传感器与超连续谱产生等领域开始有所应用
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微米纤维作为重要的光波导在信息传输与处理中得到了广泛的应用,而自上世纪八十年代开始,一种特殊的光纤-微纳米光纤在光耦合、光学传感器与超连续谱产生等领域开始有所应用。由于微纳米纤维尺寸在几个波长或亚波长的尺寸,因此,微纳米纤维在为科学研究与技术应用领域得到广泛的应用方面提供了波长尺寸的平台。目前,大多数有关光学纤维的应用,纤维的折射率都是大于周围介质的折射率,光可以很好地局域在纤维中传播,而当周围介质的折射率大于纤维的折射率时候,光已经不能很好地局域在纤维中,光的能量会从纤维中泄漏出来。对于绝大多数应用来说,微米纤维的这种泄漏模不利于应用,应该避免这种情况发生。本论文主要研究讨论纤维的泄漏模式特性及其可能的一些应用。围绕微米纤维泄漏,做了以下方面的研究。首先,制作了新型的依赖于泄漏辐射的液体折射率传感器。当外界折射率大于微米纤维本身的折射率时,光以特定的角度辐射到外界介质中。不同的外界折射率会形成不同辐射角的辐射光。纤维辐射仿真模拟结果表明辐射角度与理论相符合。实验中观察到了纤维辐射光锥,并研究了光辐射角对外界折射率的依赖关系。在实验中0.0013的折射率变化可以被探测到。同时,不同波长的纤维辐射实验表明,这种传感器可以适用于宽波带,具有很高的灵敏度。其次,我们研究了微米纤维表面形成的回音壁模式与表面微球的光散射。实验与仿真结果表明由于光的散射,会在纤维表面形成明显的回音壁模式。回音壁模式依赖于纤维半径与外界折射率。同时,将微米纤维作为光学测量平台激发了荧光球的荧光,并使得荧光球与纤维回音壁模式相互耦合。实验中观察到了具有回音壁模式的荧光谱线,仿真结果表明微米纤维确实具有柱形回音壁模式,能与表面荧光球耦合。
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