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。     

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。     

激光加热基座法单晶光纤生长技术

单晶光纤是指具有光学纤维形态的单晶体，其同时保持了玻璃光纤的形态优势以及体块单晶优异的物理和化学性能，为高功率激光应用中替代传统玻璃光纤提供了一种思路。随着单晶光纤在材料种类及应用方向的不断拓展，单晶光纤在辐射探测、高温传感等领域也具有潜在的应用前景。本文在介绍单晶光纤应用背景的基础上，对国内外激光加热基座法单晶光纤生长技术进行了总结，详细讨论了单晶光纤生长过程中存在的问题及其改进方案，最后对单晶光纤未来的发展方向进行了展望。     

基于CO2激光焊接的高温光纤压力传感器的研制

为了满足高温环境下的压力测量需求,研制了一种基于CO2激光焊接的高温F-P光纤压力传感器.介绍了MEMS压力敏感结构的制作过程,分析了传感器各组件之间的焊接工艺,实现了高温F-P光纤压力传感器的无胶化封装.在此基础上,对传感器的温度特性和高温压力性能进行了研究.结果表明,采用CO2激光焊接封装的传感器可靠性高,在高温下...     

基于CO2激光焊接的高温光纤压力传感器

为了满足高温环境下的压力测量需求,研制了一种基于CO2激光焊接的高温F-P光纤压力传感器。介绍了MEMS压力敏感结构的制作过程,研究了传感器各组件之间的焊接工艺,实现了高温F-P光纤压力传感器的无胶化封装。在此基础上,对传感器的温度特性和高温压力性能进行了研究。结果表明,采用CO2激光焊接封装的传感器可靠性高,在高温下信号传输正常,未出现光谱能量衰减现象。在300 ℃高温下,传感器在0~2.5 MPa范围内的测量误差小于0.2 %FS,能够实现高温压力的准确测量。但温度对传感器的影响不可忽略,在实际应用过程中需对传感器进行温度补偿。     

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。     

ZrO2 thin-film-based sapphire fiber temperature sensor

A submicrometer-thick zirconium dioxide film was deposited on the tip of a polished C-plane sapphire fiber to fabricate a temperature sensor that can work to an extended temperature range. Zirconium dioxide was selected as the thin film material to fabricate the temperature sensor because it has relatively close thermal expansion to that of sapphire, but more importantly it does not react appreciably with sapphire up to 1800 °C. In order to study the properties of the deposited thin film, ZrO2 was also deposited on C-plane sapphire substrates and characterized by x-ray diffraction for phase analysis as well as by atomic force microscopy for analysis of surface morphology. Using low-coherence optical interferometry, the fabricated thin-film-based sapphire fiber sensor was tested in the lab up to 1200 °C and calibrated from 200° to 1000 °C. The temperature resolution is determined to be 5.8 °C when using an Ocean Optics USB4000 spectrometer to detect the reflection spectra from the ZrO2 thin-film temperature sensor.     

Surface-mount sapphire interferometric temperature sensor

A fiber-optic high-temperature sensor is demonstrated by bonding a 45 degrees -polished single-crystal sapphire fiber on the surface of a sapphire wafer, whose optical thickness is temperature dependent and measured by white-light interferometry. A novel adhesive-free coupling between the silica and sapphire fibers is achieved by fusion splicing, and its performance is characterized. The sensor's interference signal is investigated for its dependence on angular alignment between the fiber and the wafer. A prototype sensor is tested to 1,170 degrees C with a resolution of 0.4 degrees C, demonstrating excellent potential for high-temperature measurement.     

PAN基预氧丝碳化过程中温度对其结构与性能的影响

本文利用近代测试技术对PAN基预氧丝在不同温度下碳化时的结构与性能的变化关系作了探讨,得出了碳化温度对其结构与性能的影响的一些规律。     

先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料的研究

综述了先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料在先驱体、致密化工艺、微观结构、性能等方面的国内外研究情况 ,最后提出了今后进一步研究的方向     

通信用聚合物光纤放大器

通过对掺杂有机燃料聚合物光纤放大器、掺杂稀土螯合物聚合物光纤放大器、聚合物光纤拉曼放大器以及半导体聚合物光纤放大器的基本原理和特点以及近期新发展的介绍,指出了几种聚合物光纤放大器的研究方向.     

短纤维增强橡胶复合材料研究进展

综述了短纤维增强橡胶复合材料制备过程中短纤维的预处理、短纤维的混合、分散、取向方法及影响因素 ,并介绍短纤维增强橡胶复合材料的新进展