光子带隙型光子晶体光纤及其应用的研究的任务书.docx

光子带隙型光子晶体光纤及其应用的研究的任务书
任务书
题目：光子带隙型光子晶体光纤及其应用的研究
一、背景介绍
在通信技术的发展中，光纤通信作为一种快速、稳定、高速率和高容量的信息传输方式得到了广泛应用。光纤通信的关键在于光纤的传输性能，而光子晶体光纤作为一种新型光纤，具有在不同频率上具有不同的折射率和具有光学带隙等优点，被广泛应用于传感和通信领域。特别是光子带隙型光子晶体光纤，其较宽的光子带隙、低损耗以及高灵敏度等特点，引起了人们的广泛关注。
二、研究目的
本项目的目的是以光子带隙型光子晶体光纤为研究对象，探究其材料特性、光传输机制和应用。具体目标如下：
1.研究光子带隙型光子晶体光纤的制备技术，包括物质选择、纤芯直径和光子带隙大小的设计与优化；
2.探究光子带隙型光子晶体光纤的光学特性，定量测量其半径、光子带隙大小、色散和光损耗等参数；
3.研究光子带隙型光子晶体光纤的光传输机制，包括折射率分布、波导模式和色散特性等；
4.研究光子带隙型光子晶体光纤在传感、通信和激光等领域的应用，发展新型光学器件、光纤光栅和光纤激光器等。
三、研究内容
1.光子带隙型光子晶体光纤材料及制备技术研究
（1）光子晶体材料的选择：研究不同材料的物理和化学特性，确定制备材料的种类和性质；
（2）光子带隙型光子晶体光纤的制备技术：研究纤芯直径和纤芯材质的优化，优化制备工艺。
2.光子带隙型光子晶体光纤光学特性研究
（1）光传输特性：测量光子带隙大小、色散特性、波导模式等光学特性；
（2）光损耗实验：设计实验，测定光子晶体光纤的光学损耗特性；
（3）光纤传感特性：探究其对压力、温度、物质浓度和形变等物理量的光学响应，如基于光栅的化学成分传感器和基于微胶囊的光纤形变传感器.
3.光子带隙型光子晶体光纤的应用
（1）传感领域：探究光子晶体光纤在压力、力、温度、湿度、生化和表面等相关领域应用；
（2）通信领域：研究其在光纤通信和光纤激光器中的应用；
（3）新型光纤器件的研究，如光纤光栅、光纤衰减器、光纤耦合、光纳米谷物，几出和光子晶体进化。
四、预期成果
1.获得高性能光子带隙型光子晶体光纤制备技术，包括制备方法、物质材料的选择和纤芯优化设计等；
2.研究了光子晶体光纤的光学特性，包括波导模式、色散特性和光学损耗等；
3.探究光子带隙型光子晶体光纤在传感、通信和激光等领域的应用，发展新型光学器件、光纤光栅和光纤激光器等。
以上成果将代表了国内在光子带隙型光子晶体光纤及其应用领域的最新发展动态，并为相关领域的研究提供基础支持。
五、研究计划
1.第一年
（1）进一步研究不同材料的物理和化学特性，确定可供选择的制备材料种类；
（2）优化制备工艺流程，制备不同纤芯直径的光子带隙型光子晶体光纤；
（3）测量光子晶体光纤的基本光学特性，包括光子带隙大小以及光学损耗。
2.第二年
（1）研究相关物理量对光子带隙型光子晶体光纤的影响，分析其变化规律并提出改进措施；
（2）根据实验结果，计算波导模式、色散特性、波段传输损耗等参数，以探究光子晶体光纤的光学特性。
3.第三年
（1）在光子带隙型光子晶体光纤的基础上，深入挖掘和发展其在传感、通信和激光等领域的应用前景；
（2）设计实验，测量光子带隙型光子晶体光纤的基本传感特性，如压力、力、温度、湿度、生化和表面等传感器的性能。
六、参考文献
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2.LaiYuan-Fong,WangE.Recentprogressanddevelopmentinphotoniccrystalfibers[J].JournalofNanoscienceandNanotechnology,2016,16(1):18-25.
3.ZhangL,ZhaoC,PngCE.Polymerphotoniccrystalfiberforbiosensingapplications[J].Sensors,2015,15(10):24442-24464.
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5.WangY,LiuW,JinW.Optofluidicmicrostructuredfibersensorbasedonaphotoniccrystal-inducedgradient[J].OpticsCommunication