进入21世纪以来,全球的通信行业迅猛发展,传统通信技术已基本成熟,在科技进步的要求和市场需求的刺激下,光纤通信成为新一代通讯技术已是大势所趋。然而,实现全光通信技术需要光电子器件和通信系统技术不断发展和更新。这就要求相关领域的科研人员从新机理、新结构、新材料和新思路等角度不断探索新型光电子器件(如光开关、调制器、衰减器、滤波器、波分复用器等),获得性能和功能等方面的显著提高和改进。本文设计并制备了两种基于磁性材料的微结构光纤调制器件:基于磁流体的悬挂芯光纤调制器件和基于磁流体的毛细管光纤调制器件。利用微结构光纤的空气孔结构,在其内部填充液态磁性材料,并通过与多模光纤的耦合实现封装。利用磁流体与微结构光纤界面处的倏逝场作用,以及磁流体具有磁调制折射率的特性,实现对光输出强度的调制。实验结果表明,微结构光纤调制器件的调制深度可以通过增加磁场强度、升高温度和提高磁流体浓度来实现:(1)基于磁流体的悬挂芯光纤调制器件在磁场强度为489 Oe时,调制深度可以达到42%,响应时间约为200 ms,恢复时间约为300 ms。当温度达到60℃时,调制深度约为61%; (2)基于磁流体的毛细管光纤调制器件在磁场强度从40 Oe提高到440 Oe时,对应调制深度从43%增加到70%。调制器件的响应时间基本维持在500 ms。当温度从25℃上升到80℃时,相应的调制深度可以从43%增加到67%。当磁流体的浓度从4.2%提高到12%时,对应调制深度从43%增加到75%。本研究中,光纤调制器件的主体结构采用微结构光纤,不仅可以作为磁流体的载体,同时也是光传导的媒介,这有助于缩小器件尺寸。此外,研究采用本学院实验室自主设计和拉制的悬挂芯光纤和毛细管光纤,这在光学器件方面的研究还比较少见。本研究揭示了将磁流体与微结构光纤相结合的潜在应用,如可调谐全光纤集成调制器件、磁性传感器、光开关、光纤滤波器等其他集成器件,为光学器件集成化和微型化提供了重要的研究资料。