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1. 毕业设计(论文)主要内容:
微纳光纤,即纤芯直径在微米或者纳米级别的光纤,是普通单模光纤经拉伸法制备得到。微纳光纤不仅可以完成光波导的传输功能,而且可实现低损耗的光能量传输,同时拥有小尺寸,强倏逝场等特点。当周围环境如压力、温度、电磁场等因素发生微小变化时,会引起微纳光纤内外传输光相应的特性变化,如相位、偏振、光强以及模式等变化,故可用作高灵敏度传感器,以监测温度、压力等物理量的改变。因此,微纳光纤的研究成为国内外学者关注的热点。
由于微纳光纤的光模式场部分裸露于纤芯之外,其传输的光波能量和电磁场分布与普通单模光纤有很大的不同。因此,通过分析微纳光纤模场能量的分布,探讨其传输光场特性及与外场的耦合过程等,能够为新的光纤传感技术提供参考。
本毕设课题基于微纳光纤波导理论,建立微纳光纤的波动理论分析模型,仿真计算微纳光纤中的模场和能量分布,讨论传输光波随几何尺寸,尤其是芯径变化对微纳光纤传输特性的影响;探索外场(温度、应变等)与微纳光纤传输光场的耦合过程及影响因素,尝试设计实验验证之。
2. 毕业设计(论文)主要任务及要求
1.查阅不少于15篇的相关资料,其中英文文献不少于3篇,完成开题报告;
2.阅读文献,掌握微纳光纤基本特性及制作法,熟练掌握光波导理论和模式分析工具和方法。
3.利用相关软件进行微纳光纤模式和光场的仿真计算,讨论不同直径微纳光纤的传输特性;外场与光纤耦合过程及影响因素;尝试设计可行的实验加以探究。
3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文文献翻译,明确研究内容,了解研究所需光波导和模式分析相关知识。确定方案,完成开题报告。
第4-7周:根据文献,了解微纳光纤基本特性,掌握模式传导机理,学习MATLAB和COMSOL软件,建立仿真模型。
第8-12周:利用相关软件进行模式仿真分析并设计验证实验。
4. 主要参考文献
[1]许爱雪. 微纳光纤模场特性分析及传感应用[D].河北工业大学,2017.
[2] 刘德明,孙军强,鲁平,严敏. 光纤光学(第3版)[M]. 科学出版社,2016.
[3] Seif eldin A.Zaghloul,Bedir Yousif,Mahmoud Elzalabani,Nehal Fayez Areed. Sensitivitymaximization of leaky and weaky radiation micro/nano fiber sensors[J]. Opticaland Quantum Electronics,2017,49(11).
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