基于FPGA的倏逝波型光纤气体检测研究

文章就光纤气体传感器的背景和发展进行了介绍,并且对倏逝波型的光纤气体检测原理进行了分析与研究.设计了一款基于FPGA的倏逝波型的光纤气体检测系统.通过模拟与实验,提高了检测灵敏度和响应时间,可进行多种气体检测.     

新型的分段结构光纤倏逝波传感器

提出一种基于倏逝波吸收原理的分段结构光纤倏逝波传感器。运用光束传播法(BPM)对分段和直形波导模型进行数值模拟,分段波导中高阶模在每次分段的第一个界面上被反复地激发。分析不同结构、纤芯直径和溶液浓度对传感器灵敏度的影响,通过化学腐蚀方法制备出不同结构参数的倏逝波传感器,并用不同浓度亚甲基蓝溶液对传感器的灵敏度特性进行实验验证。实验结果表明,在传感直径相同的条件下,传感长度为5cm分段结构光纤倏逝波传感器的灵敏度为0.0135L/mmol,优于传感长度为6cm的传统的单一直形传感器的灵敏度0.0102L/mmol。分段结构光纤倏逝波传感器能有效地激发光纤中低阶模到高阶模的转变,从而提高传感器的灵敏度。实验结果与模拟和理论结果相符。因此,分段结构光纤倏逝波传感器相对于传统的单一的直形传感器不仅具有较高的灵敏度,且机械强度较高,在物质光谱检测方面有着潜在的应用。     

光纤倏逝波吸收传感器灵敏度模拟分析

基于光波导模式理论,结合光纤倏逝波吸收原理,分析了本征型单模光纤倏逝波的传输特性及功率传输情况,导出了光纤倏逝波吸收传感器的灵敏度公式。结合灵敏度公式分析了传感器的几何参数、溶液折射率及入射波长与灵敏度的关系,运用时域有限光束传播法（FD BMP）进行模拟。模拟结果表明,光纤传感区纤芯越长越细,外界溶液折射率越小,入射波长越短,其归一化输出功率越小,传感器灵敏度越高,这与理论计算和文献实验结果一致,为光纤倏逝波吸收传感器的研究提供了参考。     

高灵敏度分段结构光纤倏逝波传感器

提出一种基于倏逝波吸收原理的高灵敏度分段结 构光纤倏逝波传感器。运用光束传播法(BPM)对分 段和直形波导模型进行数值模拟,分段波导中高阶模在每次分段的第1个界面上被反复的激 发和吸收。分析 不同结构和溶液浓度对传感器灵敏度的影响,通过化学腐蚀方法制备出不同结构参数的倏逝 波传感器,并用 不同浓度亚甲基蓝溶液对传感器的灵敏度特性进行实验验证。实验结果表明,在传感直径相 同和分段结构传 感器的传感长度3cm短于传统的单一的直形传感器传感长度5cm的条件下,分段结构传感器 的灵敏度是 0.038L/g,优于直形传感器的灵敏度0.026L/g。分段结构光纤倏逝波传感器能有效激发 光纤中低阶模到高 阶模的转变,从而提高传感器的灵敏度。实验结果与模拟和理论结果相符。因此,分段结构 光纤倏逝波传感 器相对于传统的单一的直形传感器不仅具有较高的灵敏度,且机械强度较高。     

光纤倏逝波生物传感器探针新的几何设计

为提高光纤倏逝波生物传感器的探测效率和灵敏度,根据光纤的模式匹配理论计算了给定条件下光纤探头的模式匹配半径,以此匹配半径为基础分析激发光在线性锥型光纤探头中的光线传输轨迹.结合倏逝波透射深度与光线入射角之间的关系,提出一种新的抛物线锥形光纤探头.计算结果表明,为使入射光在均匀感应部分激发的能量最大,入射角在锥形感应部分必须满足在锥形终端最小且刚好是临界角的条件.通过修正抛物线锥形参数,使入射角在满足全反射条件下更加接近于临界角,从而获得比线性锥形更深的透射深度.灵敏度测试实验结果表明抛物线锥形的灵敏度比其它探针测试效果好,说明凹形抛物线锥形探针能够与待测的生物样品之间构成一种理想的荧光收集与激发机制,实验与理论结果比较吻合.     

光纤倏逝波化学传感器灵敏度特性研究

为了克服传统光纤化学传感器的不足,运用宽光谱分析法设计一种基于倏逝波原理的光纤化学传感器,研究了传感器的几何结构参数,溶液浓度与灵敏度的关系。运用光束传播法(BPM)分析传感器几何结构参数与灵敏度的关系;通过化学腐蚀方法制备出不同参数结构的传感器,并用不同浓度亚甲基蓝溶液对这些传感器进行实验验证。实验结果表明,模拟结果与实验结果相符,溶液浓度越大,传感区纤芯越细、越长,灵敏度越高;文章提出的光纤倏逝波化学传感器在水质检测方面有着潜在的应用。     

基于倏逝波的生物芯片检测方法研究

报道了基于倏逝波原理的生物芯片检测平台。利用光波全反射时产生的倏逝波场，用倏逝波激发荧光物质，搭建了简单的检测平台，实现了对荧光标记的核酸（DNA）芯片进行检测。芯片被激发产生的荧光信号通过光学系统成像在CCD器件上并被转换成数字图像，通过对图像分析得出生物芯片上生物分子反应的定量结果。结果表明，该检测系统具有较高的灵敏度；与商品化生物芯片扫描仪的检测结果相比，具有良好的一致性。     

多探头光纤倏逝波生物传感器及其性能研究

利用光纤倏逝波原理,以输出波长为635 nm的半导体激光器为光源,研制成功一台具有5个探头的光纤生物传感器.该传感器5个光纤探头对纯净Cy5荧光染料溶液的检测灵敏度均达0.01 nmol/L,在同一浓度下信噪比的相对标准偏差小于10%,5个探头的信噪比曲线几乎重合,且与商品化生物芯片扫描仪同时检测得到的结果一致;检测到了抗原抗体特异性反应的动态过程.本传感器具有较高的检测灵敏度、良好的响应一致性和生物特异性,可用于多重生物物质的检测.     

准确检测偏二氯乙烯的红外光纤倏逝波传感器

利用中红外光纤构建了一种在线准确检测偏二氯乙烯的红外光纤倏逝波传感器,该传感器由U形中红外光纤传感探头、偏二氯乙烯选择性敏感膜和超疏水膜构成.四氟乙烯敏感膜涂覆在U形区表面,超疏水膜涂覆在偏二氯乙烯敏感膜表面.U形传感器可增强光纤表面倏逝波强度,从而提高传感器的灵敏度.敏感膜可实现对水体中偏二氯乙烯的选择性测量,提高传...     

光纤研磨纸粒度对侧边研磨塑料光纤传感器灵敏度的影响

为了提高侧边研磨型(D形)塑料光纤倏逝波传感器的灵敏度,采用不同粒度的光纤研磨纸对塑料裸光纤进行侧边研磨,制备了不同直径及不同表面粗糙度的D形塑料光纤倏逝波传感器。实验观测了D区表面形貌、D区直径与表面粗粗度对传感器光传输性能及灵敏度的影响。实验研究发现:D形敏感区域直径及表面粗糙度对传感器光传输及灵敏度影响显著;传感器灵敏度随着D区直径的减小先增大后减小,当D区直径为1200μm时,传感器对葡萄糖溶液的响应灵敏度达到最大值:-0.0032(mg/L)-1;当采用粒度为9μm的光纤研磨纸对光纤进行研磨时,传感器的灵敏度将进一步提升至-0.0045(mg/L)-1,是未经研磨塑料光纤传感器灵敏度的11.25倍。     

中国光纤传送网的发展

本文首先介绍中国光纤传送网建设的现状与特点,从９０年代起中国光纤传送网进入大发展进期,这一发展速度随着电信业务的增长还将继续,但技术层次更高,ＤＷＤＭ技术的极用将使中国光纤传送网的建设进入新阶段。本文还介绍了中国光纤传输系统开发的情况,最后讨论了为适应宽带多媒体业务特别是ＩＰ业务的发展,ＳＤＨ,ＤＷＤＭ系统和光传送网的研究开发和设计需要考虑的一些问题．     

基于折射率调制原理的光纤生物传感器的研制

根据光纤内光强损耗与芯外的环境有效折射率之间的关系,设计了一种结构简单、易于操作、成本低廉、灵敏度较高的折射率调制型的光纤生物传感器.文中对该传感器的结构进行了理论分析,通过对不同浓度葡萄糖溶液的检测,研究了该传感器的传感特性.结果表明:该传感器的检测灵敏度可以达到μmol/L量级,并具有较好的线性特性.     

室内光缆的探讨

随着光纤光缆的大量使用,光缆进入建筑物内将不可避免,于是室内光缆应运而生并被迅速普及,成为光缆领域未来研究发展的热点,其市场前景非常广阔。室内光缆要求结构简单、价格便宜、易于分线和连接、阻燃等,因此有必要对室内光缆的诸多方面,包括结构、材料、标准和检测方法等进行研究。对室内光缆进行了简要的介绍,对室内光缆的各种典型结构及应用进行讨论,并对室内光缆的生产设备、标准和检测方法作了简单分析。     

光纤图像精确制导系统

光纤制导是正处于蓬勃发展中的精确制导技术,它抗干扰能力强、制导精度高,具有超视距精确打击能力。介绍了光纤图像制导系统的技术特点和基本原理,讨论了光纤图像制导的关键技术,如图像导引头、光纤双向传输系统、图像跟踪器等,给出了光纤制导系统应用的实例及试验结果,分析了其应用方向和发展前景。     

军用航空器的光纤智能结构分析

军用航空器为光纤智能结构技术的应用提供了极好的机会。文章分析了军用航空器的生存能力与支持能力，讨论光纤智能结构应用于军用航空器的实例，最后展望了光纤智能结构技术在军用航空器中的应用前景。     

利用双激光光源监测甲烷浓度的光吸收法光纤传感器

基于Lamber -Beer定律 ,利用波长为 1.3 3 μm的脉冲lnP/InGaAsP半导体激光器作为测量光源 ,用低损耗的光纤进行光信号的传输并以钽酸锂热释电探测器作光电转换器件 ,设计出了一种新颍的远距离监测甲烷浓度的光纤传感系统。以此光纤传感系统为探头 ,设计出了一种可实时监测甲烷浓度的仪器 ,并能实现 3km的远距离遥测。介绍了该光纤传感系统及由该光纤传感系统构成的监测仪器的基本结构与工作原理 ,讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法 ,并给出了监测仪器相应的技术指标     

光纤制导技术及器件的发展(待续)

光纤技术在有线制导武器方面的应用是光纤技术军事应用的一个重要方面.光纤制导技术具有信息传输容量大、抗干扰能力强、制导精度高、隐蔽性好等一系列优点.为此介绍了光纤制导的关键技术及其在光纤制导导弹、光纤制导鱼雷、光纤制导水下武器和诱饵中的应用和发展,指出制导光纤、制导光缆、制导光纤陀螺和制导光纤水听器的发展现状和趋势.     

光纤元器件在现代舰船网络中的应用

介绍了舰船用光纤网络的特点及用途、国外舰船光纤网络的发展现状,以及舰船网络用光纤元器件的主要性能和几种常用的舰船光纤网络的配置.     

可反复收放轻型水密光缆的研制

随着水下应用技术领域的发展,水下用光缆的发展也十分迅速,通过介绍一种具有全端面阻水性能、质量轻、高强度、耐腐蚀、耐磨损等特性的水下反复收放用轻型水密光缆的研制,阐述了光缆的结构设计、材料选择以及性能测试数据等方面内容。     

干涉型光纤应变传感技术的发展与应用

详细论述了干涉型光纤应变传感器的特点、分类及各自的工作原理,包括麦克尔逊型、马赫-泽德型、萨格奈克型、法布里-珀罗型干涉仪的应用介绍;分析并比较了各类干涉应变传感器的性能指标和参数;给出了其各种类型传感器的适用范围;并且对近几年来的干涉型光纤应变传感器的新应用进行了重点介绍.分析表明,随着科学技术的不断发展,干涉型光纤应变传感器将在各种工业领域发挥更多更重要的作用.