1、光子晶體光纖由芯層和圍繞芯層的光子晶體陣列所構(gòu)成，這種標(biāo)準(zhǔn)的形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)使得光能夠以一種獨(dú)特的方式被束縛在光纖芯層。由于這種新技術(shù)的發(fā)展，我們對于光纖是什么，利用它能做些什么的認(rèn)識(shí)正在發(fā)生著變化。諸多科研領(lǐng)域都在開展著基于光子晶體光纖的各項(xiàng)研究。絕大部分類型的光子晶體光纖的光子晶體陣列由空氣腔構(gòu)成，從而成為了極具潛力的功能材料集成平臺(tái),可以與生物化學(xué)，材料等研究領(lǐng)域開展交叉研究。其中，基于選擇性填充技術(shù)的光子晶體光纖傳感器被廣泛應(yīng)用于溫度

2、，應(yīng)力，電場等因素的傳感測量，尤其在溫度傳感領(lǐng)域取得了非常好的表現(xiàn)。然而，大部分的研究都著重于靈敏度的提升，傳感器尺寸的微型化，較大的測量溫度范圍等方向。對于光子晶體光纖內(nèi)部波導(dǎo)結(jié)構(gòu)對于整個(gè)光子晶體光纖傳感器的傳感表現(xiàn)有何影響還未有過報(bào)導(dǎo)。此外，大部分對于光子晶體光纖傳感器的光信號(hào)的檢測都是基于光譜儀等設(shè)備的波長域信號(hào)解析，很少有別的光檢測手段被用來解調(diào)這些光學(xué)信號(hào)。
　　本文的研究中，制作了三個(gè)有著相似結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖傳感器，

3、傳感器結(jié)構(gòu)均為甘油填充一個(gè)包層空氣孔的液體腔與光子晶體光纖芯層所構(gòu)成的直接耦合波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，區(qū)別在于液體腔與芯層的距離有著線性變化。從原理分析到實(shí)驗(yàn)分別對三個(gè)傳感器進(jìn)行了耦合強(qiáng)度特性和溫度響應(yīng)特性的評估與測量。從而得出，液體腔與芯層之間更小的距離，雖然不會(huì)影響整個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的光的模式指數(shù)，但是液體腔對芯層更強(qiáng)的耦合強(qiáng)度會(huì)影響整個(gè)傳感器的靈敏度。反之可得，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整這類傳感器的結(jié)構(gòu)可以達(dá)到控制傳感器靈敏度的目的。這個(gè)研究將對設(shè)計(jì)和優(yōu)化基于

4、選擇性液體填充光子晶體光纖傳感器有著一定的借鑒作用。
　　針對第二個(gè)問題，我們提出了一種新穎的選擇性填充雙芯光子晶體光纖傳感器，利用低相干解調(diào)技術(shù)對該傳感器光學(xué)信號(hào)進(jìn)行采集和處理，并進(jìn)行了溫度傳感測量來檢驗(yàn)傳感系統(tǒng)的表現(xiàn)。選擇性地將蒸餾水填充進(jìn)雙芯光子晶體光纖約1/3部分的空氣腔內(nèi)從而使得雙芯具有不同的有效折射率，繼而對傳輸在不同芯層的光引入了相位延遲，此相位延遲可以被后面解調(diào)馬赫-曾德干涉儀所補(bǔ)償，通過監(jiān)測相位延遲的值可以探測被