本書從微納光纖的特性出發(fā)，對近年微納光纖傳感技術領域的相關工作和研究進展進行梳理和評述，并提出作者對未來微納光纖傳感技術的發(fā)展預測和建議。本書首先介紹了微納光纖的獨特光學效應和特點；進而從二氧化硅和聚合物材料特性出發(fā)，介紹微納光纖的常見制作方法和特點；分析和總結(jié)了微納光纖傳感技術當前熱點領域的研究進展；最后結(jié)合作者在微納光纖傳感器及技術應用領域的研究工作進行了案例分析和技術討論。
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李晉，銀納米結(jié)構(gòu)及銀粒子摻雜微納米光纖的光學特性，金瑯學術出版社，2015，獨著.
目錄
前言
1 微納光纖技術概況 1
1.1 什么是微納光纖？ 1
1.1.1 微納光纖的提出與發(fā)展 2
1.1.2 微納光纖及倏逝場的定義 2
1.2 微納光纖的典型特點及應用 3
1.2.1 量子光場束縛及光鑷技術 4
1.2.2 微納光纖的柔韌性及復合微型器件研制 5
1.2.3 低光學耦合損耗及傳感應用 6
1.2.4 新型集成化二維全光器件開發(fā) 7
1.2.5 非線性光學新理論及近場光學調(diào)控新方法 7
1.3 微納光纖的典型制作方法 7
1.3.1 SiO2微納光纖的制作 8
1.3.2 聚合物微納光纖的制作 11
1.4 微納光纖的操控及熔接技術 16
1.4.1 微納光纖微納操作系統(tǒng)搭建 16
1.4.2 微納光纖與普通 SMF的熔接 18
1.5 本書主要內(nèi)容 21參考文獻 21
2 微納光纖的光學特性 24
2.1 概述 24
2.2 微納光纖與倏逝波 24
2.2.1 典型光波導內(nèi)的光信號傳輸 24
2.2.2 倏逝波定義及光纖表面倏逝波特點 26
2.2.3 微納光纖倏逝場理論 27
2.2.4 微納光纖間的倏逝波耦合 33
2.3 微納光纖光學仿真分析 35
2.3.1 單根微納光纖內(nèi)的倏逝場 35
2.3.2 微納光纖波導耦合效率分析 37
2.4 典型微納光纖結(jié)構(gòu) 44
2.4.1 微納光纖端面出射光場 44
2.4.2 雙錐形微納光纖 47
2.4.3 微納光纖諧振器 52
2.5 本章小結(jié)
59 參考文獻 60
3 柔性微納光纖及生化傳感應用 62
3.1 概述 62
3.2 聚合物微納光纖傳感器 64
3.2.1 物理拉伸技術 64
3.2.2 靜電紡絲法 65
3.2.3 其他方法 67
3.2.4 比較和分析 69
3.3 激光染料 71
3.4 金屬氧化物微納光纖傳感器 73
3.5 半導體微納光纖傳感器 78
3.6 芯片集成微納光纖傳感器 82
3.7 本章小結(jié) 86
參考文獻 87
4 微納光纖諧振器的制備及應用 93
4.1 概述 93
4.2 微納光纖諧振器的分類及制備 94
4.2.1 微納光纖諧振器的分類 94
4.2.2 微納光纖諧振器的制備 96
4.3 微納光纖諧振器的傳感應用 100
4.3.1 MRR 100
4.3.2 MCR 104
4.3.3 MKR 108
4.4 本章小結(jié) 119
參考文獻 120
5 金屬納米粒子修飾微納光纖傳感器 125
5.1 概述 125
5.2 SPR光纖傳感器技術發(fā)展現(xiàn)狀 125
5.3 典型光纖結(jié)構(gòu)及傳感探頭制作方法 127
5.4 光纖LSPR折射率傳感器 131
5.5 光纖LSPR化學傳感器 134
5.5.1 化學分子 134
5.5.2 重金屬離子 136
5.5.3 氣體濃度 138
5.6 光纖LSPR生物傳感器 140
5.6.1 典型光纖結(jié)構(gòu)和特性 140
5.6.2 金屬納米粒子作用及優(yōu)化方法 143
5.7 納米粒子摻雜聚合物微納光纖器件 145
5.8 本章小結(jié) 149
參考文獻 150
6 微結(jié)構(gòu)光纖氣體傳感器 160
6.1 概述 160
6.2 空芯微結(jié)構(gòu)光纖氣體傳感器 162
6.2.1 干涉型傳感器 162
6.2.2 吸收型傳感器 170
6.3 PCF激光光譜氣體檢測技術 178
6.3.1 PCF激光光譜氣體檢測技術發(fā)展 179
6.3.2 PCF結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化 180
6.3.3 表面吸收型PCF氣體傳感器 183
6.3.4 長光程氣體檢測系統(tǒng)設計 187
6.4 本章小結(jié) 191
參考文獻 192
7 微納光纖器件設計案例 202
7.1 概述 202
7.2 微納光纖錐制作及器件化 204
7.2.1 本生燈熔融拉伸雙錐形微納光纖折射率傳感器 204
7.2.2 光纖熔接機制作S形光纖錐溫度傳感器 209
7.2.3 多功能光纖拉錐機制作微納光纖耦合器 216
7.2.4 結(jié)形微納光纖傳感器 224
7.3 微納光纖回音壁耦合共振系統(tǒng)設計 229
7.3.1 微納光纖-微球回音壁耦合共振系統(tǒng) 229
7.3.2 空芯微納光纖 -微球耦合系統(tǒng) 232
7.4 聚合物微納光纖制備及功能化 237
7.4.1 PMMA微納光纖制備及折射率傳感特性 237
7.4.2 Pd納米粒子修飾PMMA微納光纖H2傳感器 242
7.5 Fabry-Perot微腔光纖溫度傳感器 247
7.5.1 熔融微球端面Fabry-Perot微腔光纖溫度傳感器 247
7.5.2 同軸單模端面Fabry-Perot微腔光纖溫度傳感器 255
7.5.3 錯位單模端面Fabry-Perot微腔光纖溫度傳感器 259
7.6 氣敏材料修飾微納光纖氣體傳感器技術 263
7.6.1 ZnO/PMMA端面反射型乙醇傳感器 263
7.6.2 錐反射型乙醇傳感器 271
7.6.3 MoS2納米片包覆微納光纖甲酸傳感器 275
7.7 本章小結(jié) 282
參考文獻 283
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