侧面抛磨型双芯熊猫光纤的折射率传感特性仿真分析

研究了双芯熊猫光纤经侧面抛磨后的折射率传感特性,并具体分析了抛磨、纤芯尺寸、纤芯、折射率对比度对传感器特性的影响.通过侧面抛磨方式,可以使得熊猫光纤一侧气孔侧壁与外界待测液体接触,这有助于加快响应速度;同时利用Mach-Zehnder干涉检测方式可以获得较高的流体折射率检测灵敏度.仿真表明,经过优化的双芯熊猫光纤结构可望使系统检测液体折射率的灵敏度达到3.8×10-5 RIU(Refractive Index Unit).     

退火温度对铜纳米颗粒复合材料的三阶非线性光学性质的影响

采用离子注入法制备铜纳米颗粒复合材料,在波长为790 nm的入射激光作用下,运用Z-扫描技术测量了铜纳米颗粒复合材料的非线性光学折射率和非线性光学吸收系数,分析了退火温度对铜纳米颗粒复合材料光学性质的影响。结果表明,随着退火温度的升高,铜纳米颗粒复合材料的颗粒尺寸明显增大,且光学非线性折射率上升。通过改变非晶二氧化硅中铜纳米颗粒复合材料的形状,得到不同的三阶非线性光学系数的特定值。     

U形光纤液体折射率传感性能分析

从理论上分析了基于光纤宏弯损耗的液体折射率传感原理,在此基础上数值模拟分析了波长、弯曲半径以及液体折射率对光纤宏弯损耗性能的影响;设计了一种弯曲半径为6. 25 mm的U形光纤液体折射率传感器,采用划分区间拟合法分析了其传感性能。结果表明:光纤宏弯损耗对弯曲半径、波长和折射率均非常敏感,较小的弯曲半径和较长的波长可引起较大的宏弯损耗,在折射率1. 445～1. 7 RIU范围内,宏弯损耗随着折射率的增加而非线性减小,按小分区间拟合后,光纤宏弯损耗与液体折射率之间的响应接近线性,获得了较高的折射率灵敏度和拟合度,这为毒腐蚀性液体折射率的在线检测提供了一种方法。     

ZnO一维纳米结构在生物传感方面的研究进展

生物传感器是当代传感研究领域最活跃的内容之一.最近.基于纳米线和纳米管的生物传感器因具有测定所需样品少、响应速度快、响应灵敏度高、体积小可以植入细胞中进行检测等优点.已经引起了人们极大的关注.本文对ZnO一维纳米结构在生物传感方面的研究现状进行了综述,并主要介绍了ZnO一维纳米结构在酶传感器、生物蛋白质传感器、场效应管传感器以及蛋白质分子荧光探测等方面的研究进展,探讨了目前相关研究领域存在的主要问题,并对其发展趋势和前景进行了展望.     

用偏振态控制器检测光学电磁量传感信号

讨论了一种采用偏振态控制器的光学电磁量传感信号的检测方法,通过在泡克尔斯 效应晶体ＬｉＮｂＯ３上施加不同的控制电压,可以将入射偏振光中的不同偏振分量进行输出,在 只采用一条光路的情况下,实现对光的不同偏振分量的检测。在实验室条件下分别进行了直 流电流和直流电压传感的实验研究,并给出实验的结果。     

高灵敏度的工字型微纳光纤温度传感器

通过对工字型光纤进行拉锥产生光学传输模式干涉,获得了基于工字形微纳光纤的折射率传感器。由于工字型微纳光纤表面的较强消逝场,这种传感器在1.36～1.40的折射率范围内,具有4 096nm/RIU的折射率灵敏度。将具有高热光系数的聚二甲基硅氧烷(PDMS)对其进行封装,实现了高灵敏度的温度传感。在25～40℃的温度范围内,工字形微纳光纤温度传感器的灵敏度达到了5.56nm/℃。鉴于PDMS在微流控及光学芯片领域的广泛应用,这种易于制备、结构紧凑的工字型微纳光纤温度传感器在上述领域有潜在的应用价值。     

折射率导引型微结构光纤特性与传感应用

主要讨论折射率波导型微结构光纤,这种光纤的光波是借助于折射率波导完成光能量传输的.其微结构种类主要有多芯光纤、线性阵列芯光纤、环形阵列芯光纤等多种.概述了这类微结构光纤的制备方法,给出了其折射率分布特性,讨论了其若干传感应用实例.     

光学元件亚表面损伤深度的无损荧光检测方法

为了实现光学元件亚表面损伤的低成本、快速、准确检测,提出一种光学元件亚表面损伤深度无损荧光检测方法.在研磨和抛光加工过程中添加纳米荧光量子点溶液作为标记物,量子点受到激发光辐照后能够产生荧光现象,然后利用激光共聚焦显微镜进行逐层扫描以获取被测样品不同深度处的切片图像,当扫描深度达到某一特定值时,荧光强度开始由强变弱,通过特征点荧光强度的变化最终确定光学元件的亚表面损伤深度.自行开发了亚表面损伤深度无损检测软件,检测软件具有图像阈值处理、亮点自动识别、图像显示和曲线表征等功能,可以实现光学元件亚表面损伤深度的快速无损检测.将无损检测结果与损伤性检测结果进行了对比分析,结果表明两种检测方法相对误差在10%以内,验证了提出的无损荧光检测方法的有效性.     

基于光纤传感技术的电缆接头局部放电监测

通过对电缆中间接头局部放电现象的监测可以及时判断其中间接头的绝缘状况,并及早发现绝缘缺陷,降低配电网电缆故障率.提出一种基于相敏光时域反射仪(phase-sensitive optical time-domain reflectometry,φ-OTDR)的分布式光纤传感系统,以相邻弱光栅间的光纤作为传感单元,通过检测相邻弱光纤光栅的干涉信号,可以得到电缆中间接头局部放电声波振动信号的频率、相位和位置等相关信息,从而判断局部放电的强弱及放电位置.实验模拟电缆中间接头局部放电情形,搭建电缆接头局部放电光纤监测系统.在10 k V电压等级下进行实时监测实验,成功检测出局部放电产生的声波信号,其频谱主要分布于9～15 kHz.将传感光纤与电缆复合,或沿电缆铺设,能够做到实时的分布式在线监测.     

一种基于LBP的绵羊毛与山羊绒识别方法

绵羊毛和山羊绒是非常相似的2种动物纤维,这2种纤维的自动识别一直是纺织领域中的难题.提出一种基于局部二进制模式的绵羊毛和山羊绒的识别方法.该方法首先将纤维的光学显微镜图像转变为局部二进制编码,然后把编码的直方图表示为向量,用向量来描述纤维的显微镜图像.使用支持向量机作为分类器对这些向量进行分类,分类结果即纤维识别准确度.实验中比较了几种不同基于LBP的特征提取方法,其中完备的局部二进制模式效果最好.实验结果表明了该方法的有效性和鲁棒性.     

基于空心光纤多模干涉的折射率传感器研究

基于空心光纤(HF)多模干涉原理提出一种新颖光纤折射率传感器,实现了对环境溶液折射率的测量。这种光纤折射率传感器不仅制作简单、成本低廉,而且为波长编码、抗干扰性好。实验表明,这种光纤折射率传感器其有效传感范围为1.333～1.450,并且当溶液折射率小于1.40时,特征波长与折射率近似呈线性关系,灵敏度为88.07 nm。针对相同折射率不同溶质的溶液,传感器出射光谱能量差异表明,该结构的光纤传感器在物质检测方面有着潜在的应用。     

微光纤环形谐振腔温度传感器

介绍了一种新型的基于光纤直径在1～2μm的微光纤Knot型环形谐振腔温度传感器,由于微光纤构成的环形谐振腔具有较高的品质因素,因此可用于高精度的光学传感和测量.该文基于微光纤的环形谐振腔温敏结构,利用微光纤环谐振腔自身折射率对环境温度的改变,通过光谱分析仪测量其光谱变化,实验结果表明该传感器在20℃～30℃范围时,温度...     

基于磁流体与长周期光纤光栅的磁场传感研究

长周期光纤光栅是一种新型的无源光纤器件,对外界折射率敏感的特性使其可作为一种理想的光纤敏感元件。而磁流体具有明显的磁光效应,即具有在外界磁场作用下其折射率发生改变的特性。将磁流体与长周期光纤光栅相结合作为传感探头,提出了一种全新的磁场测量方法,并对其进行了深入的理论分析和初步的实验验证。实验结果表明,所提出的基于磁流体与长周期光纤光栅的磁场传感方法可以用于磁场和电流的测量。     

分布式光纤传感网络在边坡变形监测中的应用

介绍了测量边坡变形的新方法——分布式光纤传感监测技术,具体叙述了线型分布式光纤传感器、螺旋型分布式光纤传感器和BOTDR光纤传感网络的传感机理及埋设工艺,利用这3种方法对边坡变形进行监测,可以及时掌握边坡的安全稳定状态信息。     

光开关在分布式光纤温度传感系统的应用研究

分析了决定分布式光纤温度传感器系统传感距离的因素,提出了使用光开关扩展系统的传感长度。设计了多模1×2棱镜光开关的单片机驱动接口,计算机软件通过RS232串行接口发出指令控制光开关的切换。测试结果表明,嵌入了1×2光开关可使系统传感光纤长度延伸为原来的2倍。     

基于光纤技术的井筒围岩稳定实时监测系统

针对井筒围岩变形监测受采动影响的问题,提出了采用光纤传感技术监测井筒围岩变形的方法.研究了光纤传感器的不同埋入方式、粘结材料以及施工工艺对结构变形监测的影响,结合金川Ⅱ矿区14行风井加固工程,设计并布设了光纤光栅传感监测系统.现场监测结果表明,基于BOTDR的分布式光纤传感技术具有实时性、远程和自动监测围岩变形的优点,可以直观地得到井筒在不同位置的围岩变形分布特征,为井筒围岩变形提供了准确的测试数据.     

用FD-BPM模拟不同折射率下光纤的光场分布

利用有限差分光束传播法(FD-BPM)模拟出在不同折射率下的均匀光纤、锥形光纤及光纤对接中的光场分布,着重分析光纤的不同折射率分布对光纤传输能量以及光纤传输中造成能量损耗的影响,为研究不同折射率下光纤的能量传输特性奠定了理论基础.     

超长距离光纤布拉格光栅传感系统

提出了基于可调激光器和声光脉冲调制的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统,同时利用掺铒光纤放大器(EDFA)和拉曼放大相结合的放大方案大幅度提高了光纤布拉格光栅传感系统的传输距离,达到了300 km的超长距离传感.该系统通过前端的EDFA和末端的拉曼泵浦光源来补偿光纤布拉格光栅反射的光功率.系统在低于275 km长度时获得...     

光纤光栅二次涂敷封装压力特性的理论研究

光纤光栅是一种近年来发展迅速的有着广阔应用前景的光纤器件,是目前国际上光纤传感领域主要的研究热点之一。文章从光纤光栅的传感原理入手,分析了光纤光栅应变、压力传感模型。在此基础之上建立了光纤光栅二次涂敷的压力传感模型,并研究了涂敷材料的力学参数对光纤光栅传感灵敏度的影响关系,找到了一种提高光纤光栅压力灵敏度的有效途径。