七芯光纤微腔传感关键技术

　　本书基于回音壁模式的“纤上实验室”光纤传感器件，以先进的三维双光子飞秒激光直写技术作为制备手段，从高集成度、新型制备技术、新的传感功能及应用三个方面开展相关研究，主要介绍了回音壁模式光学微腔传感基本理论和实现方式、七芯光纤端面双环耦合回音壁模式微腔有机蒸气传感、七芯光纤端面模板辅助自组装回音壁模式微球腔传感特性、七芯光纤端面上双微球腔传感特性。本书对光纤传感技术的发展具有重要的指导意义。本书适合微腔领域、光纤传感新兴领域、3D 光刻技术相关领域、微纳米学领域、光电子器件领域等的研究者与高校师生等阅读参考。

　　湛玉新，女，博士，山西工程科技职业大学讲师，长期从事微腔传感领域技术的研究。以一作者发表SCI一区论文“The Distribution and Evolution of Refractive Index in a Polystyrene Whispering Gallery Microcavity during Glass Transition”，SCI二区论文“Photonic molecules stacked on multicore optical fiber for vapor sensing”等，以二作者发表SCI论文“Smart grating coupled whispering-gallery-mode microcavity on tip of multicore opitcal fiber with response enhancement”等，并被多次引用。

第1章  绪论001
1.1　“纤上实验室” 概述002
1.2　回音壁模式光学微腔概述014
1.3　光纤端面上回音壁模式微腔研究现状020
1.4　本书内容的意义024
1.5　本书内容安排026
第2章  回音壁模式光学微腔传感基本理论和实现方式028
2.1　回音壁模式微腔基本理论029
2.1.1　回音壁模式微腔基本理论简介029
2.1.2　回音壁模式微腔表征参数030
2.1.3　回音壁模式光学微腔传感机制033
2.1.4　回音壁模式光学微腔传感性能指标036
2.1.5　浓度响应机制038
2.1.6　温度响应机制040
2.2　光纤端面上回音壁模式光学微腔实现方式040
2.2.1　光纤端面上回音壁模式光学微腔耦合方式040
2.2.2　微纳加工设备和方法043
2.2.3　器件测试平台和方法044
2.3　本章小结047
第3章  七芯光纤端面双环耦合回音壁模式微腔有机蒸气传感048
3.1　光子分子结构简介049
3.2　双环耦合回音壁模式微腔光学特性051
3.3　七芯光纤端面上3D 空间集成双环耦合回音壁模式微腔实现055
3.3.1　3D 空间集成双环耦合回音壁模式微腔设计055
3.3.2　3D 空间集成双环耦合回音壁模式微腔的制备058
3.3.3　可挥发有机物蒸气传感特性表征060
3.4　本章小结066
第4章  七芯光纤端面模板辅助自组装回音壁模式微球腔传感特性067
4.1　七芯光纤端面上波导耦合高品质因子微球腔传感特性068
4.1.1　七芯光纤端面波导耦合高品质因子微球腔设计069
4.1.2　七芯光纤端面上微球腔的3D 双光子光刻底座辅助自组装070
4.1.3　挥发性有机物蒸气传感特性表征074
4.1.4　温度传感特性表征076
4.2　七芯光纤端面上光栅耦合高品质因子微球腔传感特性077
4.2.1　七芯光纤端面光栅耦合高品质因子微球腔光学特性077
4.2.2　七芯光纤端面光栅耦合高品质因子微球腔结构设计080
4.2.3　七芯光纤端面上微球腔的3D 双光子光刻模板辅助自组装081
4.2.4　分子浸入聚苯乙烯微球腔前沿界面及核壳结构观测084
4.2.5　聚苯乙烯微球腔玻璃化转变过程中折射率的分布和演化086
4.3　本章小结094
第5章  七芯光纤端面上双微球腔传感特性095
5.1　七芯光纤端面上双微球耦合腔光学特性及实验制备096
5.1.1　光栅激发的双微球耦合腔光学特性096
5.1.2　七芯光纤端面上双微球耦合腔器件的设计101
5.1.3　七芯光纤端面上双微球耦合腔器件的制备102
5.2　聚苯乙烯双微球耦合腔接触点传感原理104
5.3　挥发性有机物蒸气在双微球耦合腔接触点处凝聚的实验观测105
5.4　聚苯乙烯双微球耦合腔接触点玻璃化熔接109
5.5　聚苯乙烯双微球腔接触点微量液体传感灵敏度分析113
5.6　本章小结115
参考文献117