Влияние показателя преломления, коэффициентов поглощения и рассеяния сред на оптические свойства полых микроструктурных волноводов

• Автор: Малинин, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.21, 03.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Микроструктурные оптические волноводы с полой сердцевиной

1.1 Фотонно-кристаллические волноводы
1.2 Производство микроструктурных оптических волноводов
1.2.1 Обзор материалов, применяемых для производства микроструктурных волноводов.
1.2.2 Технология изготовления микро- и наноструктурных волноводов
1.3 Полые микроструктурные оптические волноводы. Микроструктурные волноводы как оптические сенсоры
Глава 2. Исследование оптических свойств микроструктурных волноводов с
полой сердцевиной
2.1 Цели и объекты исследования
2.2 Измерение спектров пропускания полых микроструктурных волноводов
2.3 Определение пространственных характеристик пучка лазерного излучения на выходе из полых микроструктурных волноводов
2.4 Измерение величины оптических потерь в полых микроструктурных волноводах
2.5 Геометрические и оптические параметры исследуемых образцов
полых микроструктурных волноводов
2.6 Выводы
Глава 3. Микроструктурные волоконные датчики. Применение микроструктурных оптических волноводов в фотометрии и рефрактометрии
3.1 Сенсорные свойства микроструктурных волноводов с круглой формой сердцевины и
радиально увеличивающимся диаметром каналов в структурной оболочке
3.2. Материалы и методы экспериментального исследования
3.3 Зависимость положения максимумов в спектре пропускания полого микроструктурного волновода от показателя преломления модельной среды
3.4 Поглощение излучения в полом микроструктурном волноводе. Применение микроструктурных волноводов в качестве протяженной кюветы
3.5 Влияние коэффициента рассеяния инжектируемой среды на проводимость оптического излучения по полому микроструктурному волноводу

3.6 Применение полых микроструктурных волноводов с большим периодом решетки структурной оболочки в качестве микрокювет-датчиков
3.6.1 Протяженная микрокювета для определения концентрации глюкозы на физиологическом уровне в жидких средах
3.6.2 Фотометрическое определение положительной и отрицательной реакций агглютинации эритроцитов с применением полого микроструктурного волновода
3.7 Выводы
Заключение
Список использованной литературы

Введение
Процесс поиска возможных применений для микро- и наноструктурных оптических волноводов начался вслед за появлением первых сообщений о создании таких структур. Наноструктурные волноводы, называемые также фотонно-кристаллическими, успешно применяются в нелинейной оптике для генерации когерентного излучения в пределах широкого диапазона (суперконтинуум), а также для гибкой передачи сверхкоротких лазерных импульсов без значительного уширения.
Перспективная область применения микроструктурных волноводов -разработка оптических сенсоров физических и биофизических величин. В наибольшей степени это относится к микроструктурным волноводам с полой сердцевиной. Конструктивные особенности таких волноводов предполагают высокую степень взаимодействия вводимого оптического излучения со средой, заполняющей полые каналы в структуре волновода.
Впервые подобный сенсор был реализован на базе микроструктурного волновода с твердой сердцевиной, в котором излучение, распространяющееся по твердому дефекту за счет полного внутреннего отражения, взаимодействовало в форме экспоненциально затухающей (еванесцентной) волны со средой, заполняющей полые каналы в структурированной оболочке, однако, применение микро- и наноструктурных волноводов с полой сердцевиной позволило значительно увеличить долю излучения, которое взаимодействует с анализируемой средой, так как стала возможной инжекция анализируемой среды непосредственно в световедущий дефект.
С точки зрения применения микро- и наноструктурных волноводов в качестве оптических датчиков, актуальной задачей является разработка новых конструкций волноводов, изучение их оптических свойств и исследование влияния оптических параметров сред на оптические характеристики волноводов.

Количество публикаций на тему сенсоров на основе микроструктурных и фотонно-кристаллических волноводов свидетельствует об актуальности данного направления исследований. Важной задачей является широкое исследование линейных оптических свойств микроструктурных волноводов, а также влияния изменения конкретных оптических характеристик сред, заполняющих полую сердцевину волноводов на их оптические свойства.