论文部分内容阅读
偶氮苯基团分子可以在光和热的作用下进行trans-cis和cis-trans顺反异构转变,这种光致异构的特性引起了广泛的关注。目前,报道了许多利用偶氮苯聚合物制作的平面光栅,但结合偶氮苯聚合物与光纤制作的可调谐光纤包层光栅器件未见报道。现有的光纤光栅多为固定的光栅结构,其光栅器件应用会受到限制。为了满足光栅器件的不同应用需求,需要设计一种可调谐的光纤光栅。本文研究了向列相液晶盒的表面取向排列对掺杂偶氮苯混合液晶的全关开关性能的影响,以及利用掺杂偶氮苯混合液晶的光敏特性生成光纤包层光栅,并对其特性和应用进行研究。首先,实验研究了间隔厚度为125μm的向列相液晶(NLC)盒的三种表面取向排列方式对全光开关性能影响。这三种表面取向排列方式分别是无定向排列、平行排列和扭曲排列。全光开关采用光敏混合液晶(15wt%BMAB,85wt%NLCs)注入液晶盒制作而成。实验结果表明,平行排列液晶盒对应的探测光透过光功率的稳定性和重复性好;扭曲排列液晶盒的表面取向作用不仅可以提高全光开关的稳定性和重复性,还可以提高全光开关的调制深度和响应速度。这对提高结合光敏液晶和光纤制作光控全光纤器件的性能有重要指导意义。第二,在侧边抛磨光纤(SPF)抛磨区上覆盖掺杂偶氮苯混合液晶(15wt%BMAB,20%Chiral,65wt%NLCs),构成光纤的复合包层,再分别利用相位掩膜法和振幅掩膜法生成光纤包层光栅,并对其特性进行了实验研究。结果显示,1、对于在SPF上涂敷混合液晶薄膜,光纤包层光栅的透过光谱可形成深度达25dB的损耗峰;2、损耗峰随405nm泵浦光功率的增大而蓝移,损耗峰波长漂移量达67.5nm;3、泵浦光功率与波长漂移量存在很好的线性关系,线性相关系数为0.995;4、光纤包层光栅效应可通过偶氮苯的热恢复进行擦除;5、把SPF置入液晶盒中,可以提高光纤包层光栅器件的稳定性。最后,利用泵浦光功率对光纤包层光栅透射光谱的可调谐特性,演示了光控波长滤波器和紫光功率传感器的应用。在部分泵浦光功率下,光波长滤波器的消光比可达23.6dB,半高宽6.8nm;紫光功率传感器的测量灵敏度为1.154nm/mW。该研究工作创新之处在于:1、在侧边抛磨光纤抛磨区上覆盖掺杂偶氮苯混合液晶,分别采用相位掩膜法和振幅掩膜法生成光纤包层光栅。2、利用光纤包层光栅的光谱特性以及对泵浦光功率响应的可调谐特性,实现全光可控的光波长滤波器功能。3、利用光纤包层光栅对泵浦光功率响应的可调谐特性,演示了紫光功率传感器。