太赫茲波段光子晶體光纖傳感特性.pdf

1、光子晶體光纖（photonic crystal fiber，PCF）即微結(jié)構(gòu)光纖。它獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得它具有與眾不同的光學(xué)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(dá)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(yīng)用。本文對以上兩種PCF的傳感性能進(jìn)行了研究，并對以上兩種PCF進(jìn)行了新的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使

2、用有限元法，對其傳感性能進(jìn)行了分析計算，為相應(yīng)的研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　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(jìn)行了介紹；分析了PCF傳感器在現(xiàn)階段的發(fā)展情況應(yīng)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(diǎn)對其光學(xué)特性進(jìn)行了推導(dǎo)。對本文中所使用的向列相液晶做了重點(diǎn)介紹，推出其折射率的數(shù)值表達(dá)，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(xì)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(xì)過程與具體步驟。
　　使用COMSOL軟件設(shè)計了四種結(jié)構(gòu)，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(gòu)進(jìn)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(yīng)數(shù)據(jù)的二維曲線，從而獲得四種PCF結(jié)構(gòu)傳感性能隨輸入頻率的變化趨勢，并