基于模间干涉的微结构光纤探头设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

微结构光纤作为一种新型光纤，由于其灵活的结构设计和优异的光学特性，近年来在光纤传感领域受到了广泛关注。

微结构光纤传感技术利用光纤的导光特性和外部环境参数的变化来实现对物理量、化学量以及生物量的测量，具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、尺寸小巧、可实现分布式测量等优点，在环境监测、生物医学、工业生产等领域展现出巨大的应用潜力。

模间干涉是微结构光纤传感技术中一种重要的传感机制。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，微结构光纤传感技术因其独特的优势在国内外得到蓬勃发展。

1. 国内研究现状

我国在微结构光纤传感领域的研究起步较晚，但发展迅速，在基础理论研究、材料制备技术以及应用研究等方面取得了显著进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本论文将围绕基于模间干涉的微结构光纤探头设计展开研究，主要内容包括以下几个方面：
1.微结构光纤理论基础：介绍光纤的导光原理、微结构光纤的结构特点、模式特性以及模间干涉的基本原理。

2.基于模间干涉的微结构光纤探头设计：阐述探头的设计原理，包括光纤结构参数的选择、传感机理的分析以及仿真软件comsol对设计方案进行仿真分析和优化。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.理论分析阶段：-研究微结构光纤的导光特性和模间干涉原理，建立探头的传感模型，分析其对不同被测量参数的响应特性。

-查阅相关文献，了解国内外微结构光纤传感技术的研究现状，为探头设计提供参考。

2.数值仿真阶段：-利用comsol等仿真软件，对设计的微结构光纤探头进行仿真分析，优化探头的结构参数，使其具有良好的模间干涉特性，并能够满足特定传感应用的需求。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.设计一种新型的微结构光纤探头结构，通过优化光纤的结构参数，例如空气孔的大小、形状、排列方式等，实现对特定被测量参数的高灵敏度传感。

2.提出一种基于模间干涉的新型传感机理，利用微结构光纤中不同模式之间的干涉效应，实现对被测量参数的精确测量。

3.将该微结构光纤探头应用于新的传感领域，例如环境监测、生物医学传感等，拓展微结构光纤传感技术的应用范围。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 李志伟, 周沛, 赵建林, 等. 基于模间干涉的微结构光纤温度传感器[j]. 光学学报, 2020, 40(21): 2106002.

2. 刘洋, 孙洪涛, 程云章, 等. 基于飞秒激光诱导模间干涉的光纤传感器[j]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(15): 1506002.

3. 冯丽娜, 王占山, 张乐, 等. 基于模间干涉的微结构光纤弯曲传感器[j]. 光子学报, 2018, 47(10): 1776-1781.