空心布拉格光纤及其在传感应用中的研究进展

量子电子学报 , 2017, 34(2): 129-139. doi: 10.3969/j.issn.1007-5461.2017.02.001

空心布拉格光纤及其在传感应用中的研究进展

尚亮 ^1, , 楚洪玲 ^2, , 王园 ^3, , 石学新 ^4, , 刘玲玲 ^5, , 周云咨 ^6,

1.曲阜师范大学物理工程学院, 山东省激光偏光与信息技术重点实验室, 山东曲阜 273165

2.曲阜师范大学物理工程学院, 山东省激光偏光与信息技术重点实验室, 山东曲阜 273165

3.曲阜师范大学物理工程学院, 山东省激光偏光与信息技术重点实验室, 山东曲阜 273165

4.曲阜师范大学物理工程学院, 山东省激光偏光与信息技术重点实验室, 山东曲阜 273165

5.曲阜师范大学物理工程学院, 山东省激光偏光与信息技术重点实验室, 山东曲阜 273165

6.曲阜师范大学物理工程学院, 山东省激光偏光与信息技术重点实验室, 山东曲阜 273165

基金项目: National Natural Science Foundation of China(国家自然科学基金,11404185) Natural Science Foundation of Shandong Province(山东省自然科学基金,ZR2013FQ012)

关键词：纤维与波导光学 , 空心布拉格光纤 , 光子带隙效应 , 痕量气体检测 , 生化传感

Research progress of hollow-core Bragg fibers and their applications in sensing

Keywords： fiber and waveguide optics , hollow-core Bragg fiber , photonic bandgap effect , trace-gas detection , biochemical sensing

基于一维光子带隙(PBG)效应导波机制的空心布拉格光纤(HC-BFs)具有灵活方便的带隙调控能力和优良的宽带低损耗传输特性,作为一类独特的光子带隙型空心光纤,在光波传输、色散管理与控制、光纤型器件和传感检测等领域表现出巨大的应用潜力.从光纤波导结构设计与导波模式传输特性、包层材料构成与光纤制备工艺,以及基于气态或液态被测物质填充中空纤芯的痕量气体检测和生化传感中的应用等方面对HC-BF研究的发展历程和新进展进行了综合评述.

Hollow-core Bragg fibers (HC-BFs) based on one-dimensional photonic bandgap (PBG) effect have flexible and convenient bandgap control capability and excellent performance in broadband and low-loss transmission.As a distinctive category of hollow-core PBG fiber,HC-BFs show great potential application in optical transmission,dispersion management and control,fiber-type devices,sensing detection and so on.The development and recent research progress of HC-BFs are reviewed,with regard to the structural design of fiber waveguide and guided wave modal propagation characteristics,cladding materials composition and fiber fabrication technologies,and their applications in trace-gas detection and biochemical sensing based on gaseous or liquid analyte-filled HC-BFs.

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