蓝宝石单晶光纤耐高温包层研究

光纤高温传感器是一种利用高温单晶光纤作光纤传感头进行辐射测温和控制的新型传感器。在恶劣环境下 ,单晶光纤的表面完整性易受到破坏 ,影响光纤的传输性能 ,必须对光纤采取一定的保护措施。本文介绍了用溶胶 -凝胶法对蓝宝石单晶光纤涂覆透明多晶氧化铝包层的研究背景 ,制作原理 ,实验过程和结果分析。     

蓝宝石光纤与光纤高温传感器

蓝宝石光纤作为一种高品质的单晶光纤,具有极好的高温稳定性和光学、机械特性,因此在光纤高温传感和中红外激光传能方面具有相当重要的应用价值。 浙江大学物理系光纤电子材料研究室单晶光纤及应用研究课题组。于1987年在国内首次拉制成功蓝宝石单晶光纤和YAG单晶光纤,并经过多年努力,在蓝宝石光纤高温传感头及光纤测温仪的实用化研究中,取得了较好的研究结果。目前已建立起稳定的晶体光纤激光加热基座法(LHPG)生长设备;能小批量生长优质的蓝宝石单晶光纤材料,光纤光传输损耗优于     

蓝宝石光纤温度传感器设计方案研究

本文介绍了一种蓝宝石光纤温度传感器的设计方案.文中提出了一种低成本的光纤黑体腔镀膜工艺,并对传感器标定方案进行了介绍.该设计方案成本低、精度高,具有一定的应用价值.     

蓝宝石单晶光纤高温传感头的高温损伤机制

揭示了蓝宝石单晶光纤高温传感头在高温下的性能劣变现象,指出光纤表面在高温下的永久损伤是产生性能劣变的主要原因。通过对光纤表面的显微分析,明确了损伤的主要机制为外部杂质在高温下与光纤表面的相互作用。并由此确认特殊的光纤表面保护可以保证蓝宝石单晶光纤高温传感头在高温下的稳定工作。     

蓝宝石单晶光纤高温传感头的高温损伤机制

揭示了蓝宝石单晶光纤高温传感头在高温下的性能劣变现象,指出光纤表面在高温下的永久损伤是产生性能劣变的主要原因。通过对光纤表面的显微分析,明确了损伤的主要机制为外部杂质在高温下与光纤表面的相互作用。并由此确认特殊的光纤表面保护可以保证蓝宝石单晶光纤高温传感头在高温下的稳定工作。     

蓝宝石光纤黑体腔传感器定度技术研究

基于Planck辐射原理和光纤测温技术的溅射高温陶瓷薄膜的蓝宝石光纤黑体腔传感器可进行恶劣环境下瞬态高温的测量。本文介绍了该传感器的结构和用来对其进行定度的系统,将已标定的钨铼热电偶和被定度的瞬态表面高温传感器同时置于乙炔焰热源所形成的高温均热金属熔池,实现了传感器静态定度;采用阶跃上升的高功率CO2激光脉冲对黑体感温腔加热进行动态标定,解决了此类高温传感器在工程应用中的标定问题。实验结果表明该传感器响应时间在10^-2s数量级,标定技术简单实用,利用该传感器首次成功地测量了某导弹发射时的瞬态高温。     

用于高温测量的蓝宝石光纤光栅的制备研究

针对蓝宝石光纤的制作、蓝宝石光纤包层材料的选取与制作、蓝宝石光纤上光栅的制作及蓝宝石光纤光栅通过降低模式从而实现单模传输等问题,调研相关文献后,介绍了激光加热焊台生长法、边缘限定薄膜供料生长法两种蓝宝石光纤制作方法,和直接在蓝宝石光纤表面制作包层、质子/离子植入和退火处理、化学沉积法、浸铸法等蓝宝石光纤包层的可能制作方法,且用刻刀刻划技术、等离子刻蚀技术、飞秒激光加工技术刻制蓝宝石光纤光栅以及通过弯曲光纤、将蓝宝石光纤直径做小和与单模光纤连接来控制蓝宝石光纤传输模式以达到单模传输。     

用于蓝宝石光纤的光电探测器研究

文章设计了一套比色式蓝宝石光纤气流高温传感器系统,光电探测器作为光转换为电信号的连接元件,具有重要的作用。文章在前期对蓝宝石光纤在不同温度下的光谱辐射特性研究的基础上,进一步研究了适用于蓝宝石光纤的光电探测器,同时根据探测器的不同性能,设计了测试方案,最终根据测试结果确定了适合于蓝宝石光纤高温测量应用的光电探测器。     

导模法生长蓝宝石单晶光纤的缺陷和光学特性研究

通过导模法(EFG)成功生长了蓝宝石单晶光纤(直径400~1000 μm, 长度500 mm)。光纤的横截面大致为圆形, 侧面无明显的小面, 直径变化小于40 μm。本研究对晶体缺陷, 例如微气泡, 包裹物和生长条纹等进行观察与分析, 得出: 大多数微气泡是球状的, 且存在于光纤的外侧缘; 在蓝宝石光纤外侧面也观察到少量的钼包裹物元素; 新模具在前几次使用中往往会产生更多的钼夹杂物, 在多次使用后降低。通过对熔体膜流体流动的实验和数值模拟, 研究蓝宝石光纤中微气泡尺寸和分布, 实验和数值模拟的结果显示出良好的一致性。微气泡的分布取决于熔体膜处的流体流动模式, 流体流动的涡流使微气泡在热毛细对流作用下移动到蓝宝石光纤外侧缘。633 nm处的吸收损耗为9 dB/m, 包裹物和表面不规则性会增加散射损耗。     

蓝宝石光纤温度传感器标定系统设计方案研究

本文介绍了一种蓝宝石光纤温度传感器温度电压转换系数K的标定系统的设计方案.文中对系统的整体设计进行了简要介绍,该设计方案成本低、精度高,具有一定的应用价值.     

带黑体腔的蓝宝石光纤光谱辐射特性研究

表述了一套比色式蓝宝石光纤气流高温传感器系统,为确定高温传感器的波长,对蓝宝石光纤不同温度下的光谱辐射特性进行研究,本方法用于确定蓝宝石光纤以及其他材料的光谱辐射特性是可行的。     

蓝宝石光纤高温测量技术进展

温度是表征物体状态的参数之一,在科学研究和工程应用中具有重要的理论意义和价值。在氧化、高温、腐蚀、电磁干扰等恶劣环境下,温度的准确测量一直是难题。传感器材料是进行温度测量的基础。蓝宝石单晶光纤具有物理化学性能稳定、熔点高、机械性能强等优点,是进行高温测试的一种首选材料。本文介绍了利用蓝宝石单晶光纤进行温度测量的几种方法,即蓝宝石光纤辐射高温测试技术、蓝宝石光纤光栅高温测试技术、蓝宝石光纤珐珀高温测试技术、蓝宝石超声波导高温测试技术的原理、现状、优缺点及发展趋势,并进行了比较,为蓝宝石光纤温度测量应用奠定基础。     

瞬态高温传感器动态性能测试技术研究

提出了用于瞬态高温传感器动态性能的脉冲CO2激光激励系统．建立并分析了温度传感器瞬态响应数学模型．以此对蓝宝石光纤黑体腔高温传感器进行了动态性能实验研究．实验结果表明,传感器时间响应常数达30ms,测试最高温度可达2000℃,可以对武器发射、火药燃烧、爆炸等过程中瞬态高温进行测试．实验方法具有非接触、操作简便,精度高,实用性强等特点．     

导模法生长蓝宝石单晶光纤的缺陷和光学特性研究（英文）

通过导模法(EFG)成功生长了蓝宝石单晶光纤(直径400～1000μm,长度500 mm)。光纤的横截面大致为圆形,侧面无明显的小面,直径变化小于40μm。本研究对晶体缺陷,例如微气泡,包裹物和生长条纹等进行观察与分析,得出:大多数微气泡是球状的,且存在于光纤的外侧缘;在蓝宝石光纤外侧面也观察到少量的钼包裹物元素;新模具在前几次使用中往往会产生更多的钼夹杂物,在多次使用后降低。通过对熔体膜流体流动的实验和数值模拟,研究蓝宝石光纤中微气泡尺寸和分布,实验和数值模拟的结果显示出良好的一致性。微气泡的分布取决于熔体膜处的流体流动模式,流体流动的涡流使微气泡在热毛细对流作用下移动到蓝宝石光纤外侧缘。633nm处的吸收损耗为9 d B/m,包裹物和表面不规则性会增加散射损耗。     

蓝宝石单晶的气孔形成研究

采用冷心放肩微量提拉法(SAPMAC法)生长的蓝宝石晶体, 气孔是其主要缺陷. 本文探讨了影响气孔形成的工艺因素, 从晶体生长动力学角度分析了气孔形成机理. 结果表明, 通过优化温场、选择合适的生长速度及控制微凸固/液界面形状, 可有效降低晶体中气孔的数量.     

提高蓝宝石高温强度的研究进展

提高蓝宝石高温强度的研究已成为蓝宝石在高速、高温应用中一个亟待解决的重要课题.简要介绍了蓝宝石的高温失效及几种正在研究与发展的改善方法,并提出了今后需要进一步研究的关键问题.     

在蓝宝石光纤端面上生长ZnO薄膜的方法及光学性能分析

介绍了利用电子束蒸发技术在蓝宝石光纤端面上生长具有良好的表面形貌和晶体结构的ZnO晶体薄膜的方法,并构建了一套具有较低插入损耗的光纤检测系统用于光学性能分析.透射光谱测试结果显示,蒸镀在蓝宝石光纤端面上的ZnO薄膜具有陡峭的光学吸收边,且经历400 ℃高温退火后,除可见光波段(400～450 am)透射率有一定的减小外,其在紫外波段(300～380 nm)的光学吸收边仍基本重合,表明在光纤端面上的ZnO晶体薄膜具有较好的温度稳定性,这为今后进一步利用ZnO薄膜光学吸收边随温度变化而移动的特性,研制以ZnO镀膜为敏感材料的新型光纤温度传感器打下良好的基础.     

谈耐高温传感器在冶金行业的应用

近年来，随着我国炼钢连铸工艺技术的不断发展，冶金企业内部管理要求的不断提高，连铸称重系统的作用越来越重要。实行连铸作业必须有大包电子秤和中间包电子秤进行工艺检控。其中大包电子秤用来计量注入大包的钢水重量，检控钢水液位，中间包电子秤用来检控中间包钢水储库的钢水液位。在连铸高温作业状态下，要保证大包、中间包电子秤的准确可靠称量，首先必须选择能适应高温恶劣环境的耐高温传感器。以前，我国连铸称重系统大部分靠引进，其中配套的称重传感器也基本上是国外生产的(主要有ABB的压磁式、德国的申克、飞利浦、意大利、日…     

用于氟化镓铟高数值孔径光纤的氟磷酸盐和氟锆酸盐包层玻璃

为了得到用于1．3μm光通讯窗口掺镨氟化镓铟（PGICE）高数值孔径光纤，本文报道以ZrF4。－BaF2－LaF3－AlF3－Na（Li）F－PbF2[ZBLAN（Li）Pb]和NaPO3－BaF2－ZnF2－PbF2（FPG）玻璃作为包层材料研究了芯和包层玻璃在物理性质和化学组分上的匹配性差热扫描（DSC）和电镜（SEM）分析表明PGICA/ZBLAN(Li)Pb虽在物理性质上匹配但在化学组分上不匹配．其芯-包展界面生成不稳定相；只有PGICZ/FPG具有良好的物理、化学配合性，可成功地拉制出高数值孔径光纤．     

蓝宝石单晶的质量评价及检验方法

针对目前蓝宝石单晶在半导体衬底、激光窗口等方面的广泛应用,本文主要介绍了光学级蓝宝石单晶（包括晶棒、晶片或晶块）的内部质量要求及作为LED衬底应用所需进行的质量检验。