基于荧光猝灭原理的塑料光纤溶解氧传感器

为了在线测量微生物燃料电池内溶解氧浓度,提高微生物燃料电池的产电效率,利用荧光猝灭原理,采用邻啡咯啉钌作为荧光标记物,并采用溶胶-凝胶法制备了氧敏感膜.将该敏感膜固定在塑料光纤表面,通过测量荧光指示剂发出的荧光强度实现了对溶解氧浓度的测量.实验结果表明,传感器的相对荧光强度与溶解氧浓度具有较好的线性关系,拟合系数达到0.980 7,且传感器具有良好的可逆性.     

微/纳米塑料光纤的制备及其折射率传感特性研究

用热熔拉制法,直接将商用塑料光纤(POF)制成了微/纳米光纤(MNF)和光纤耦合器。对宏弯曲结构的塑料MNF的折射率传感特性进行了研究和分析。结果显示,宏弯曲的塑料MNF对于较低折射率液体的折射率变化更为敏感;宏弯曲曲率半径较大的塑料MNF具有更高的折射率传感灵敏度,并且在一定的宏弯曲曲率状态下,越细的塑料MNF其折射率传感的灵敏度越高。在光纤直径为25μm、折射率范围为1.332～1.391和输入光源波长为635nm的条件下,折射率测量的最高分辨率为7.96×10-5。由这种宏弯曲结构塑料MNF构成的折射率计可以在生物和化学等传感领域中得到应用。     

掺铈石英闪烁光纤的伽马传感特性研究

提出了基于溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备掺铈石英闪烁光纤,将其作为辐射传感头,搭建了对伽马辐射敏感的光纤传感系统。通过改变溶胶-凝胶中铈元素掺杂浓度,分别拉制出Ce与Si的摩尔分数分别为0.14%和0.22%的闪烁石英光纤。利用137Cs伽马辐射源,研究了闪烁光纤涂覆层、铈元素掺杂浓度及闪烁光纤长度等参量对辐射传感特性的影响。     

基于荧光猝灭原理的硝基芳烃类爆炸物检测实验研究

基于荧光猝灭原理,以共轭荧光聚合物MEH-PPV为荧光指示剂,采用塑料光纤作为传感和传光元件进行硝基芳烃类爆炸物检测。实验采用探测荧光指示剂荧光寿命的方法进行爆炸物检测,荧光指示剂的荧光寿命利用相移法进行测量。测量了不同荧光指示剂浓度时系统对爆炸物检测的灵敏度,发现当MEH-PPV质量浓度为10 mg/L时,系统的灵敏度最高;研究了U形、双锥形、螺旋形塑料光纤传感头对系统灵敏度的影响,发现双锥形传感头的灵敏度最高;测试了荧光指示剂MEH-PPV的稳定性,实验表明光照会加快MEH-PPV的漂白速度。     

基于荧光猝灭原理的光纤溶解O2传感特性研究

采用荧光猝灭法检测溶解O2浓度。以邻菲咯啉钌作为荧光指示剂,用溶胶-凝胶法制备含有荧光指示剂的敏感材料,采用塑料光纤作为传感和传光元件,传感头做成U型以提高灵敏度,采用相移法实现对荧光寿命的测定。通过实验得出,溶解O2浓度在10mg/L以下时,荧光指示剂的荧光寿命与溶解O2浓度呈线性关系,实验测得该传感器的检测下限是0.36mg/L,系统的灵敏度为0.02mg/L。     

基于U形塑料光纤的氧气传感器

报道了一种基于荧光猝灭原理的光纤氧气传感器.采用塑料光纤作为传感和传光元件进行氧气传感,传感头制成U形.以邻菲咯啉钌作为荧光标记物,用溶胶-凝胶法制备敏感材料.采用相移法来实现对荧光寿命的测定.测量了不同弯曲半径传感头对氧气传感的灵敏度,发现当U形光纤的弯曲半径较小时系统的灵敏度较高.对荧光寿命和氧气浓度的关系进行了测量,发现二者呈哑线性关系,提出双荧光体模型解释这一实验现象.     

无芯光纤干涉仪溶液浓度传感特性的理论和实验研究

无芯光纤(NCF)干涉仪以所处外部介质作为NCF 段包层,对外界环境折射率变化极为敏感。本文对以 NCF为基础构建的多模干涉仪(MMI)传输特性进行了详细的理论分析,并对其在丙三 醇溶液中的浓度传 感特性进行了实验研究。实验接入自制的长为4.4mm、直径为 104μm的NCF,干涉仪单峰深度超过20dB,波形 清晰,辨识度好。理论与实验的一致性说明,实验制作的MMI中,单模光纤(SMF)与NCF之间 的渐变区 域对干涉仪传输特性没有明显影响。在丙三醇水溶液质量分数由7%逐渐升高到70%的过程中 ,传输谱峰 值波长移动范围达到26.5nm,峰值波长与溶液浓度的变化符合三次 函数关系。研究表明,基于NCF的MMI对NCF外界溶液浓度变化能够做出连续实时的显著反应 ,并具有较高的分辨率。     

溶解氧传感器研究进展

综述了现有溶解氧传感器的检测方法及原理,讨论了溶解氧传感器的热点研究方向,即基于荧光猝灭原理的无膜溶解氧传感器和微型全固态溶解氧传感器。着重介绍了微型全固态溶解氧传感器,指出该传感器使用微加工技术和固体电解质技术,实现了溶解氧传感器的小型化、微型化,提升了微传感器的选择性和实用性。在环保领域,能够用于分布式、在线监测的光学无膜溶解氧传感器将是主要的发展方向;在生物医疗领域,能够植入活体组织内的微型全固态溶解氧传感器则可能成为最重要的研究热点之一。     

蓝宝石光纤法布里-珀罗高温传感的实验研究

进行了基于蓝宝石光纤及晶片的光纤法布里- 珀罗(F-P)高温传感器研究。理论仿真分析了传感器温度传感灵敏度及干涉光谱信号质量 随蓝宝石晶片厚度 变化趋势。结果表明,在信噪比(SNR)为30〖J P ＋2〗dB、晶片厚为75μm时,可避免干涉光谱信号波峰干涉级次跳 变问题, 同时获得3.114nm/℃(1080℃)的温度传感 灵敏度。建立了高温传感器系统,并基于干涉光谱相位分析算法 进行解调,实现了130～1080℃测温范围,测 温误差小于±2.45℃, 1080℃下温度传感灵敏度测试值为2. 973nm/℃,与理论温度传感灵敏度基本吻合。     

可调谐长周期光子晶体光纤光栅压力传感的实验研究

采用超连续谱做宽带光源和金属丝施加周期性压力,在高非线性光子晶体光纤(HNL-PCF)上产生了长周期光纤光栅(PLPG),测定了脉冲透射谱峰值和压力的关系。实验表明,在20～60N范围内,压力和透射谱峰值的线性度达到0.9953,灵敏度达到0.5dB/N。     

塑料光纤在裂缝监测中应用的可行性研究

针对普通石英光纤断裂应变较小在实际工程应 用中易发生断裂的问题,本文提出在结构裂缝监测 工作中运用塑料光纤(POF)代替普通石英光纤,设计了由光源、POF及光功率计组成 的塑料光纤裂 缝传感装置,并通过裂缝模拟装置对纤芯直径分别为0.25mm及0.5mm的POF在裂缝 监测中应用的可 行性进行了验证。实验结果表明,裂缝开度为0到6mm范围内,两种型号POF内部光 的强度随裂缝扩 展呈现逐渐减弱的变化,裂缝开展初期光强度变化明显,当裂缝宽度趋近于6mm时变化逐渐 减弱,符合理 论规律,且光纤直径较大时光强度变化更明显。因此POF可以有效感知裂缝的扩展 ,且光纤直径较大时对裂缝感知更敏感,将其应用在结构裂缝监测工作中是可行性的。     

Design of distributed Raman temperature sensing system based on single-mode optical fiber

The distributed optical fiber temperature sensor system based on Raman scattering has developed rapidly since it was invented in 1970s. The optical wavelengths used in most of the distributed temperature optical fiber sensor system based on the Raman scattering are around from 840 to 1330 nm, and the system operates with multimode optical fibers. However, this wavelength range is not suitable for long-distance transmission due to the high attenuation and dispersion of the transmission optical fiber. A novel distributed optical fiber Raman temperature sensor system based on standard single-mode optical fiber is proposed. The system employs the wavelength of 1550 nm as the probe light and the standard communication optical fiber as the sensing medium to increase the sensing distance. This system mainly includes three modules: the probe light transmitting module, the light magnifying and transmission module, and the signal acquisition module.     

An optimized distributed fiber Bragg grating sensing system based on optical frequency domain reflectometry

In this paper,the waveforms in time domain and frequency domain of two kinds of optical frequency domain reflectometry (OFDR) sensing systems are compared,which use common fiber Bragg grating (FBG) and...     

基于自发Raman散射分布式光纤测温系统设计

光纤传感器是一种新发展起来的传感技术。文章介绍了基于自发Raman散射的分布式光纤测温系统的应用及其结构设计,并着重分析了在脉冲光作用下系统的测温原理,同时设计了一个新型的基于薄膜滤光片的用于Raman散射的波分复用（WDM）组件。     

通信塑料光纤的最新进展

本文综述了各种通信用塑料光纤研究的最新进展。同时，也给出了塑料光纤在各种短距离通信中的应用实例。     

塑料光纤在楼宇布线中的应用

塑料光纤（POF）技术日益成熟,其产品在通信领域的应用量不断扩大.文章简述了POF的性能,探讨了各种POF在楼宇布线中应用的可行性,总结了当前楼宇布线标准和POF标准的发展概况,最后分析了当前布线标准所存在的缺陷和POF标准制定的紧迫性.     

千兆位塑料光纤以太示范网络

文章介绍了所组建的全氟树脂塑料光纤千兆以太网的设计方案、设备选择及安装，给出了网络的性能测试数据，分析了全氟树脂塑料光纤及其所构筑的千兆以太网存在的问题，分析了全氟树脂塑料光纤千兆以太网的应用前景，提出了我国应加紧该领域研究的建议。     

塑料光纤在通信网中的应用

通过对塑料光纤(POF)传输特性的分析,了解和熟悉塑料光纤在损耗、带宽、色散及温度等方面的性能特征。根据塑料光纤在短距离高速通信网传输数据中的的优越性能,设计了以塑料光纤为传输介质的全光网络传输系统和语音电路传输系统。