相移光纤光栅横向受力传感特性研究

对相移光纤光栅(PS-FBG)的横向受力特性进行了理论和实验研究.采用传输矩阵法分析了PS-FBG的传输特性,并建立了光栅横向受力数学模型.理论分析表明,光栅透射谱阻带中的透射窗口在横向受力时会产生光谱分裂,且分裂距离与所受横向压力的大小成正比关系.实验在0~1 N的横向压力条件下,获得了1.4×10-3N/mm的灵敏度,实验结果与理论模拟相符.     

新型光纤光栅加速度传感器动态特性的研究

以大型桥梁和建筑结构的健康监测为背景,设计了一种新型的低频高灵敏度光纤光栅加速度传感器,并利用有限元法对该传感器进行了优化设计和动态特性分析,结果表明:该新型光纤光栅加速度传感器具有灵敏度高、横向灵敏度小、测量精度高和动态特性较佳等特点.     

外压式弹性圆筒耐高压光纤光栅压力传感器

设计了一种以金属弹性圆筒为衬底的高压光纤布喇格光栅压力传感器．在温度为16~60℃,压力为0~52MPa的范围内测试了传感器的特性,计算了性能参数及温度修正因子．结果表明,该传感器性能稳定,重复性好,线性调谐范围为4.066nm,压力灵敏度为0.0782nm/MPa,压力解调的波长分辨率为1.56pm．温度修正后压力测量的相对误差由5.2%减小为0.25%．采用双重密封设计,避免了流体或气体的渗漏,通过选择不同弹性模量的材料、内径和壁厚,可调整传感器的量程和灵敏度．     

基于C形弹性管的光纤光栅压力位移传感测量

设计了一种基于C形弹性管的光纤布喇格光栅传感结构．用管内过剩压力使弹性管的自由端产生位移和管表面产生的应力对光纤布喇格光栅反射波长进行调谐．得到了光纤布喇格光栅反射波长变化对应于压力和自由端位移的线性关系．在0～6MPa的压力范围内,光纤布喇格光栅反射波长随压力和位移均呈线性变化且压力和位移的传感灵敏度分别达到0.0305nm/MPa和0.0359nm/mm,线性调谐范围分别为0.183nm和0.215nm,波长分辨率分别为3.05pm和0.718pm．     

光纤布喇格光栅高温敏封装技术的研究

将光纤布喇格光栅封装于一种有机聚合物基底中 ,对其温度特性进行了研究 ,测量了 2 0～ 10 0℃不同温度下光纤光栅的反射谱。由于基底材料的带动作用 ,封装后的光纤光栅温度灵敏度为 76 .37× 10 - 6 /℃ ,是相应裸光纤布喇格光栅的 11.3倍     

长周期光纤光栅横向压力传感特性的研究

介绍了在普通单模光纤中利用振幅掩模板法制作长周期光纤光栅，并对这种长周期光纤光栅的双折射效应进行了研究，对利用这种长周期光纤光栅的双折射效应制作传感器的可能性进行了探讨。结果表明：普通单模光纤中长周期光纤光栅的双折射效应对光纤横向压力具有很高的灵敏度和良好的线性响应，其灵敏度比以前报道的光纤布喇格光栅高出2个数量级，因此可利用这种光纤光栅制作低成本、高效率的光纤光栅压力传感器。     

新型光纤Bragg光栅振动传感系统

分析并实验研究了一种基于机械感生长周期光纤光栅(MLPFG)解调的新型光纤Bragg光栅(FBG)振动传感系统。利用机械线加工技术(MLPT)为制作周期为600μm、长为60mm的不锈钢槽板,采用机械感生法写制了中心波长1539.820nm、谐振线性边带大于6nm的MLPFG作为滤波器。选用中心波长为1542.400nm、3dB带宽为0.3nm的FBG设计振动传感器,通过附加电磁阻尼提高了稳定性,扩大了无失真频率测量范围。实验表明,该振动传感系统具有良好的动态响应特性,响应频谱与激振信号完全吻合,频率测量范围为10～3×103kHz,并具有良好的冲击振动响应。     

光纤布拉格光栅非线性传输特性的数值仿真

为简化数值求解光纤布拉格光栅的非线性耦合模方程组,避免冲击响应带来数值仿真结果失真,设计了基于半隐式龙格-库塔法及简单迭代的单步系统。与其他方法和实验结果进行对比,验证了该方法的可行性。在相同精度要求下,该方法能够极大地减小计算工作量,实现简单且能够避免数值计算发散。利用该方法建立了光纤布拉格光栅静态和动态情况下统一的数值仿真模型,并设计了仿真中所采用的平滑技术。数值研究了连续波和脉冲输入情况下光纤布拉格光栅的非线性传输特性,静态结果显示相移光栅的开关阈值功率比均匀光栅的低。在动态情况下,对比不同峰值功率脉冲的输出时域特征显示,通过光纤光栅可实现非线性全光调谐延迟。     

基于长周期光纤光栅液位传感器的实验研究

利用长周期光纤光栅(LPFG)的基模和包层模间的耦合特性,设计制作了一种基于LPFG的液位传感器。LPFG包层模对环境折射率的响应不同,随着液位的变化,其透射功率发生变化。用该传感器对蒸馏水和乙醇的液位变化进行测量,当液位在0.0～17.5mm范围内变化时,LPFG透射功率分别变化了6.8719dB和13.4360dB,其灵敏度为0.389 6dB/mm和0.7678dB/mm。结果表明,液体的折射率越大,传感器的灵敏度越高,并且具有良好的线性关系。 更多还原     

基于激光干涉测量的高频液体正弦压力校准

在武器装备研制与工程应用中会使用大量动态压力传感器进行评估与测试,为了提高测量精度和数据可靠性,针对动态压力传感器的幅值灵敏度在高频率正弦压力校准中的量值溯源问题,提出一种基于激光干涉技术测量液体介质折射率随压力改变的方法用于高频液体正弦压力校准装置。利用压电叠堆效应和管腔谐振原理,可以驱动液体介质产生频率高达30kHz的正弦压力信号,根据洛伦兹洛伦茨理论建立压力与液体光程的数学模型,利用激光干涉仪测量液体中光程改变,得到正弦压力幅值大小,使正弦压力幅值可以得到溯源。结合实际校准过程,对压力分布不均、温度变化、结构形变、振动等影响因素进行了理论研究与实验分析,并利用基于激光干涉测量的高频液体正弦压力校准装置开展对动态压力传感器幅值灵敏度校准不确定度的完整评估。结果表明：激光干涉法高频液体正弦压力校准装置的正弦压力幅值覆盖范围0.01MPa~1MPa,静态压力环境可以实现0~10MPa,在频率范围1kHz~30kHz下幅值灵敏度校准的扩展不确定度在7.6%以内。     

基于光纤环形镜的掺铒光纤激光器

分析了光纤环形镜的工作原理,提出了基于光纤环形镜和光纤Bragg光栅的掺铒光纤激光器,对其输出功率进行了分析。在98nmLD泵浦下,最大输出功率为5mW,激光器的阈值功率为8mW,斜率效率为4．2％。     

纤维对水泥土加固效果影响的试验研究

将短切玄武岩纤维和水泥掺入取自长春地区的黄土中,进行无侧限抗压强度试验。主要研究纤维掺量、纤维长度对纤维水泥土无侧限抗压强度特性的影响。试验结果表明：同一纤维质量掺入比下,随着纤维长度的增加,纤维水泥土抗压强度大体呈上凸型曲线形式,曲线最终趋于无纤维掺入的水泥土强度,说明纤维分布均匀性和纤维分布密度对强度影响较大;同一纤维长度下,纤维水泥土强度随纤维质量掺入比的增大呈波浪型曲线形式发展,第1次波峰值大于第2次波峰值,曲线最终趋于某个固定值,在实际工程应用中,可采用初次波峰的掺入量进行水泥土加固,达到预期加固效果的同时,能够大幅降低工程造价;同时,要充分考虑搅拌不均匀性对水泥土强度带来的影响,且不宜采用过长的纤维进行加固,一方面容易形成集束现象,另一方面容易连挂在搅拌器械上。     

新型高性能光纤型极化器的研究

介绍一种新型结构的１．５μｍ光纤型极化器。采用这种新型结构,器件最佳性能指标为：消光比大于５５ｄＢ;插入损耗小于０．５ｄＢ;并成功地解决了光纤型极化器制作过程中的生产效率和质量稳定性方面的问题。目前已可实现１．５μｍ光纤型极化器的小批量生产,成品率高达９０％以上,且制作周期短、成本很低;批量制作时器件指标为：消光比大于３５ｄＢ,插入损耗小于１ｄＢ。     

磁性纤维材料性能的研究

研究一种具有皮芯结构的磁性纤维材料．对该纤维进行了力学性能、热性能及其磁性能等分析。结果发现：随着磁粉含量的升高，纤维的力学性能降低，聚合物组分的熔融温度也降低，结晶度和磁性能增加；在含量为70％时，强度仍可达2．0cN／dtex；纤维磁感应强度随着拉伸倍数的提高而下降；该种纤维具有较高的远红外线发射率，可达到86％左右；并能改善血流动力学状态，较单纯远红外纤维织物有明显提高．纤维还有较好的X射线屏蔽性能，最高可达88％．     

光纤光栅传感器技术及其应用

分析了光纤光栅传感器的理论及技术发展,介绍了光纤光栅器及其传感网络系统应用的最新进展。     

屏蔽电磁波纤维材料的研究

通过研制屏蔽电磁波纤维，讨论共混物的流动性及可纺性、纤维的力学性能、热性能、形态结构以及纤维的屏蔽性能．研究表明，随着屏蔽剂含量的增加共混物的流动性变差；屏蔽荆的质量分数在50％以下，经过4倍拉伸后，纤维材料的断裂强度仍能达到2.34cN／dtex；随着屏蔽剂含量的增加，纤维的结晶度、熔融温度都发生变化，混合材料的相容性变差，屏蔽电磁波性能有所增加。     

光纤光敏性的研究

研究和分析了用于制作光纤光栅的掺锗石英光纤的紫外光致折射率变化规律。在实验中利用248nm的脉冲准分子激光，对标准单模通信光纤，在不同曝光时间下进行紫外曝光，然后测量它们的径向折射率分布。实验结果表明：紫外光照射光纤的初始阶段，纤芯折射率直线上升，可用色心理论解释；紫外曝光的中间阶段，温度擦除效应对折射率变化的阻碍作用与色心形成改变折射率的作用相互竞争，折射率变化曲线出现起伏；实验的最后阶段，折射率变化再次呈上升趋势，可用紧缩／致密模型解释。光纤经过紫外光照射后折射率变化在10^-4数量级；曝光时间与光致折射率改变之闻存在非线性关系，并伴有饱和现象发生，样品的紫外光敏性、光致折射率的改变与紫外辐射时间有很大关系。     

层布式混杂纤维混凝土力学性能的研究

建立了素混凝土、层布式钢纤维混凝土、整体式钢纤维和层布式混杂纤维混凝土的数值模型,并对其计算结果进行分析比较。结果表明,层布式混杂纤维混凝土显著提高了混凝土的抗弯性能,改善了混凝土的弯曲韧性。     

水凝胶在光纤传感应用方面的研究进展

水凝胶光纤传感器具有不导电、重量轻、抗电磁干扰及良好的生物相容性等优点,因此在生物传感等多个领域得到了广泛应用。综述了水凝胶在光纤传感的3种调制类型,包括强度调制型、相位调制型和波长调制型。最后针对每种类型的光纤传感器列举了其在葡萄糖检测和pH值测量等方面的应用。     

聚乳酸纤维面料的性能初探

本文对聚乳酸纤维面料的耐用性能、外观性能和舒适性能与涤纶纤维面料作了比较和探讨，得出聚乳酸纤维面料有比涤纶纤维面料更优异的性能。