偏振保持光子晶体光纤及其在光纤陀螺中的应用研究.pdf

北京交通大学
博士学位论文
偏振保持光子晶体光纤及其在光纤陀螺中的应用研究
姓名:王琳
申请学位级别:博士
专业:通信与信息系统
指导教师:延凤平
20090601
中文摘要岢隽艘恢中掠钡母呶榷ㄐ圆鬍,光纤激光器结构,采用直接在自制的高质量瓼;消光比;偏振稳定性;横向微扰;纵向微扰基于光子晶体光纤制作的光纤陀螺在外太空和核反应堆等强辐射环境中具有重要的应用前景。论文在国家自然科学基金项目“基于偏振保持光子晶体光纤的光纤陀螺研制”的资助下,研究了具有高容错能力和高偏振稳定性的偏振保持光子晶体光纤及基于这种光纤制作的光纤陀螺的特性,其主要创新性研究工作体现在:⒘嘶谌噶渴úシǖ钠癖3止庾泳骞庀死砺鄯治瞿P停攵光纤空气孔沿光纤横向和纵向产生大小、非圆及位置等三种微扰情况,深入分析了其双折射及偏振稳定性。岢鲆恢纸衷材诎闫癖3止庾泳骞庀私峁梗ü云淦裉匦杂肫稳定性分析,并与类熊猫型偏振保持光子晶体光纤相对比,证明了这种光纤具有优异的偏振特性和偏振稳定性。在此基础上提出~种具有较小的弯曲损耗、较高的消光比、较好的偏振稳定性,且易于与詈系氖视糜诠庀送勇莸男模场直径近椭圆内包层偏振保持光子晶体光纤结构。有∧3≈本督衷材诎闫癖3止庾泳骞庀酥谱鞴ひ盏氖导食龇ⅲ了光纤预制棒用毛细管的外径沿横向的偏差和纵向的随机波动而产生光纤双折射系数与消光比劣化的理论分析模型。对于给定的光纤消光比劣化指标,得出了制作这种光纤所需毛细管直径在横向和纵向变化的容差范围,从而为偏振保持光子晶体光纤的制作提供了理论依据。在此基础上,通过严格控制光纤拉丝工艺参数,制作出这种结构的偏振保持光子晶体光纤。岢隽嘶谛∧3≈本督衷材诎闫癖3止庾泳骞庀说谋栈犯缮嫘凸纤陀螺结构,分析了光纤敏感环的偏振非互易性、接续点光纤偏振主轴的对准误差、光源的偏振度与功率波动等对光纤陀螺输出性能参数的影响。光敏保偏掺光纤两端紫外写入光纤光栅的方法,形成无接续全保偏线形光学谐振腔,提高了光纤激光器输出功率和工作波长的稳定性,为研制用于谐振腔式光纤陀螺等高灵敏度的光纤传感系统的光源提供了可靠的技术支持。关键词:光纤陀螺;偏振保持光子晶体光纤甈蝗噶渴úシ分类号:
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签字日期:劣岬年舌月日◇谚瑜独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:
学位论文作者签名:司,吖砀Ⅵ心签字同期:抽彳年耭签字日期:却刁年乡学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:日
致谢本论文的工作是在我的导师延风平教授的悉心指导下完成的。从论文的选题、予了我很大的帮助和鼓励。我在博士阶段前进的每一步都浓缩和凝聚着导师的心感谢简水生院士,他渊博的学识、深邃的思想、创新求是的科研精神,把拳理论分析、实验条件的筹备、实际工艺的制作以及论文的撰写和修改,导师都给血和汗水,导师辛勤劳动所付出的一切,才有我今天所取得的成果,在此向导师表达我深深的谢意。导师不仅使我接受了全新的思想观念,领会了基本的思考方式,掌握了通用的研究方法,他严谨的治学态度、对工作的热爱和无私奉献精神、平易近人的工作作风,都潜移默化地影响着我,激励着我,这些宝贵的财富使我终生受益。在此谨向恩师延凤平教授致以最诚挚的感谢和崇高的敬意拳爱国之情、爱国之志转化为在科学上勇攀高峰的效国之行,指引和鞭策着我在人生的道路上树立远大理想,为祖国和社会贡献出自己的一份力量。在此向简水生院士表示衷心的谢意特别感谢毛向桥、李宏雷、刘鹏、龚桃荣、陶沛琳博士生和李一凡、刘洋硕士对论文相关制作工艺和理论研究的大量帮助和有益探讨;感谢陈根祥教授、魏淮副教授、傅永军副教授、郑凯博士、方宏博士、卫延博士在我刚进入博士阶段对科研分析方法和实验工作给予的引导和帮助;感谢江中澳教授、简伟高工、娄淑琴教授、裴丽教授、宁提纲教授、李唐军教授、王均宏教授、李艳涛老师和谭中伟副教授、刘艳博士在我博士期间给予的无私指导和帮助。感谢同组一起工作的李坚、彭健、刘利松、王静、张晨芳同学和朝夕相处的郑晶晶、王燕花、鲁韶华、吕博、许鸥、姚磊、陆玉春、耿