平板芯光纖及其干涉耦合型器件研究的開(kāi)題報(bào)告

平板芯光纖及其干涉耦合型器件研究的開(kāi)題報(bào)告1.研究背景光纖通信已成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域的重要技術(shù)之一，但傳統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)中，光纖使用的是圓形截面結(jié)構(gòu)，存在著一些不足。近年來(lái)，平板光纖（PBF）技術(shù)引起了廣泛關(guān)注。PBF是一種具有矩形或平行四邊形光纖截面結(jié)構(gòu)的新型光纖，其具有許多獨(dú)特的光學(xué)和結(jié)構(gòu)特性，如高溫度穩(wěn)定性、低損耗、易于集成等。與傳統(tǒng)圓形截面光纖相比，PBF可以提供更高的自由度和更好的可控性，能夠滿足復(fù)雜的光纖傳感和光調(diào)制應(yīng)用需求。2.研究目的與意義本研究旨在探索PBF的光學(xué)和結(jié)構(gòu)特性，以及開(kāi)發(fā)基于PBF的干涉耦合型器件。對(duì)于PBF的光學(xué)和結(jié)構(gòu)特性的深入了解，有助于提高PBF的技術(shù)水平，更好地利用其各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。開(kāi)發(fā)基于PBF的干涉耦合型器件，可以實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的光通信和傳感，為實(shí)現(xiàn)光學(xué)微納系統(tǒng)和光纖傳感領(lǐng)域的發(fā)展提供有效的思路和技術(shù)支持。3.研究?jī)?nèi)容本研究將圍繞PBF的光學(xué)和結(jié)構(gòu)特性以及干涉耦合型器件的設(shè)計(jì)、制備和性能研究展開(kāi)，具體工作如下：（1）研究PBF的光學(xué)和結(jié)構(gòu)特性，包括其二次水平誤差（P2H）和二次徑向誤差（P2R）對(duì)PBF損耗的影響，探究PBF光學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案。（2）基于PBF研究干涉耦合器的設(shè)計(jì)與制備，使用雙極性干涉耦合器件實(shí)現(xiàn)PBF的控制和調(diào)節(jié)，得到更高級(jí)別的干涉結(jié)構(gòu)。（3）實(shí)現(xiàn)對(duì)干涉耦合型器件的性能測(cè)試與分析，包括加工制作工藝的優(yōu)化和完善、器件的性能分析等。4.研究方法本研究將采用以下方法：（1）基于有限差分法（FDTD）和光路追跡的方法研究PBF的光學(xué)和結(jié)構(gòu)特性，探究PBF損耗的影響因素。（2）使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件（CAD）進(jìn)行干涉耦合型器件的設(shè)計(jì)，采用點(diǎn)光源干涉法與自適應(yīng)算法進(jìn)行器件制作和調(diào)整。（3）使用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、光譜分析裝置等進(jìn)行干涉耦合型器件的性能分析與測(cè)試。5.預(yù)期結(jié)果通過(guò)本研究，預(yù)期將達(dá)到以下成果：（1）深入探究PBF的光學(xué)和結(jié)構(gòu)特性，優(yōu)化PBF設(shè)計(jì)方案。（2）成功設(shè)計(jì)制作基于PBF的干涉耦合型器件，探究PBF的光調(diào)制和傳感應(yīng)用。（3）得到了包括加工制作工藝的完善、干涉耦合型器件的性能分析結(jié)果等一系列關(guān)于PBF和干涉耦合型器件的相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)成果。6.研究難點(diǎn)該研究中的難點(diǎn)主要有以下方面：（1）PBF的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)需要更高的加工制作技術(shù)，如何準(zhǔn)確加工出細(xì)微和復(fù)雜的光學(xué)結(jié)構(gòu)。（2）干涉耦合型器件中的點(diǎn)光源干涉法和自適應(yīng)算法的設(shè)計(jì)和制作技術(shù)。（3）精確定量和控制器件的性能和光學(xué)特性的測(cè)試和分析技術(shù)。7.計(jì)劃安排本研究擬在3年內(nèi)完成，具體安排如下：（1）第一年：對(duì)PBF的光學(xué)和結(jié)構(gòu)特性研究進(jìn)行理論探索，并進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)和制備工作。（2）第二年：基于PBF研究干涉耦合型器件的設(shè)計(jì)和制備，并進(jìn)行相關(guān)測(cè)試和分析工作。（3）第三年：對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，提交論文并進(jìn)行學(xué)術(shù)分享。8.參考文獻(xiàn)[1]AshokM.Fibreopticsensorsbasedonsurfaceplasmonresonance:acomprehensivereview.OpticsandLaserTechnology.2007;39(2):207-214.[2]OthonosA.FiberBragggratings.ReviewsofModernPhysics.1999;71(4):781-831.[3]朱心華.PBF光纖傳感器技術(shù)的進(jìn)展與展望.光通信研究,2015,11(3):34-39.[4]盧顯峰.光纖傳感器及其應(yīng)用進(jìn)展.光電工