【摘 要】
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偏振是波动科学领域的一个重要参数，如光学、地震学、无线电和微波领域，对激光、雷达、无线和光纤通信等技术的性能具有决定性的影响。偏振光可以认为是一种振动纯净的电磁波，只在一个固定平面内振荡。自然界中的光大多数是非偏振光，为了实现或操纵偏振光，需要在光学系统中使用起偏器。目前在光纤通信和光纤传感领域中，多数起偏器为光纤-体偏振器件-光纤结构的混合式光纤输入输出器件，存在插入损耗高和耦合效率低等缺点。现有报道的全光纤偏振器件，如高双折射光纤、手性光纤光栅、宽带石墨烯偏振器、基于微纳光纤耦合器的偏振器等，具有良好
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偏振是波动科学领域的一个重要参数，如光学、地震学、无线电和微波领域，对激光、雷达、无线和光纤通信等技术的性能具有决定性的影响。偏振光可以认为是一种振动纯净的电磁波，只在一个固定平面内振荡。自然界中的光大多数是非偏振光，为了实现或操纵偏振光，需要在光学系统中使用起偏器。目前在光纤通信和光纤传感领域中，多数起偏器为光纤-体偏振器件-光纤结构的混合式光纤输入输出器件，存在插入损耗高和耦合效率低等缺点。现有报道的全光纤偏振器件，如高双折射光纤、手性光纤光栅、宽带石墨烯偏振器、基于微纳光纤耦合器的偏振器等，具有良好的偏振性能，但仍然存在结构复杂、制备困难、成本高、带宽窄、机械强度低等缺陷。本论文提出一种布儒斯特倾斜光纤光栅，利用光以布儒斯特角入射时引起部分起偏的原理和光纤光栅的结构特点实现全光纤线偏振起偏器，并开展倾斜光纤光栅理论仿真、偏振光谱特性检测以及基于布儒斯特倾斜光纤光栅的全光纤器件应用研究。主要研究内容如下：
1.基于体电流法建立了倾斜光纤光栅的偏振相关传输理论模型，并系统研究了光栅的倾斜角度、周期、长度等参数对倾斜光纤光栅偏振光谱特性的影响。
2.利用紫外刻写法制备了布儒斯特倾斜光纤光栅，并搭建了倾斜光纤光栅偏振光谱测试平台，重点研究了布儒斯特倾斜光纤光栅全带宽偏振相关损耗，实验结果显示布儒斯特倾斜光纤光栅具有>350nm的工作带宽；并详细研究了布儒斯特倾斜光纤光栅的高温退火特性，测试结果表明布儒斯特倾斜光纤光栅在温度超过300℃时光栅结构开始擦除，证明其为I型光栅。
3.开展了基于布儒斯特倾斜光纤光栅的线偏振滤波特性的全光纤器件研究，主要包括：(1)全光纤偏振干涉滤波器，通过传输矩阵法仿真和实验验证，系统地研究了全光纤偏振干涉滤波器的带宽、自由光谱范围和温度调谐特性，结果显示通过控制保偏光纤腔长，可以实现任意带宽的滤波器，本论文中采用23m长的保偏光纤在1550nm波长附近实现了0.08nm单通道带宽；(2)全光纤扭曲传感器，利用扭曲光纤引起的双折射作用，通过集成反射啁啾光栅和布儒斯特倾斜光纤光栅实现了单端结构的全光纤扭曲传感器，该传感结构对温度及应变不灵敏，其扭曲灵敏度为15.037dB/rad，且不受两光栅间隔影响。
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文章使
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