基于微纳光纤模式干涉仪和石墨烯薄膜的氨气传感器

将单锥微纳光纤模式干涉仪和石墨烯相结合,实现了一种高灵敏度的光纤式氨气传感器,其利用石墨烯的特异性吸附效应及微纳光纤结构的高灵敏度传感特性,通过检测干涉光谱的漂移量实现了对氨气浓度微弱变化的检测.对不同组传感器进行了对比分析,结果表明当光纤直径为3.4μm时最大检测灵敏度为10.8 pm/ppm,与文献中采用其它光纤结构所报道的结果相比几乎提高了一倍.该传感器具有结构简单、易于实现及灵敏度高等优点,在危害气体浓度报警和人体健康检测等领域有潜在的应用前景.     

基于微纳光纤的双环谐振腔理论与实验研究

通过电场传输理论,结合实验研究深入分析了基于亚波长直径微纳光纤的串、并联双环结构.建立了两种结构的数学模型,结合得到的数学公式利用Matlab进行了数据仿真.通过实验,分别得到了两种双环结构谐振腔的实际输出光谱.实验结果与理论仿真取得了较好的吻合.     

基于微纳光纤的通信器件研究进展

详细介绍了基于不同种类微纳光纤的光源、光耦合器、光开关和滤波器的结构、工作过程及性能参数,总结了基于微纳光纤的光纤通信器件的研究进展情况。指出微纳光纤器件的实用化是光纤通信器件的发展方向。     

基于氧化石墨烯功能化锥形光纤的血红蛋白传感研究

通过混沌相关光纤环衰荡传感系统实时监测氧化石墨烯沉积过程,并采用氧化石墨烯功能化锥形光纤作为传感元件对血红蛋白传感进行了实验研究。通过实时监测氧化石墨烯对锥形光纤功能化过程中衰荡时间的变化,分析了功能化过程中锥形光纤表面羟基化、硅烷化和氧化石墨烯沉积对光传输损耗的影响。通过扫描电子显微镜对氧化石墨烯功能化锥形光纤效果进行检测。研究了不同浓度的氧化石墨烯功能化锥形光纤作为传感元件时对血红蛋白传感灵敏度的影响,实验结果表明：与未功能化锥形光纤相比,使用氧化石墨烯功能化锥形光纤进行血红蛋白传感,灵敏度提高了一个数量级。在功能化过程中,氧化石墨烯浓度将影响功能化后锥形光纤的传感灵敏度,且随着浓度的增加传感灵敏度增强。该研究成果有望在生物传感领域得到应用。     

微纳光纤环与侧边抛磨光纤耦合的上下载滤波器

提出并成功演示了一种微纳光纤环与侧边抛磨光纤直接耦合的上下载滤波器。实验结果表明这种滤波器件不仅能实现两种光纤系统的互连耦合,并且能实现两系统间的上下载滤波功能。下载输出端消光比最大可达7.5dB,上载输出端消光比最大可达4.8dB。此外,通过进一步实验及数值仿真研究了不同环直径对两种光纤系统耦合的影响。实验和数值模拟研究结果都表明在微纳光纤直径为6μm的情况下,当微纳光纤环直径为580μm时,微纳光纤环与侧边抛磨光纤的耦合达到最大,同时此耦合对环Q值与精细度的影响也达到最小。这种上下载滤波器不需额外设计微纳光纤与标准光纤耦合的光学器件,为微纳光纤系统与现有的光纤系统的互连提供了一种更简洁有效的解决方案。     

微光纤干涉型生物传感器

光纤生物传感器利用倏逝场效应与待测物质发生相互作用,通过检测生物识别分子与目标分子特异性结合反应引起的光信号变化实现对待测物的检测.光纤传感器由于具有尺寸小巧、可柔性弯曲等优点,从而有望为现代医学提供一种在体原位检测的新手段.微光纤干涉型生物传感器以微光纤模式干涉仪作为换能器,通过光学波导增敏和界面增敏,可实现超高灵敏...     

微纳光纤的研究进展

简要介绍了微纳光纤的制备方法,概述了微纳光纤的光学损耗、模场分布和波导色散等传输特性。重点评述了基于微纳光纤的谐振腔、激光器、传感器等微纳光子器件的研究进展及其潜在的应用。     

基于磁致伸缩棒的干涉型微纳光纤磁场传感器

提出了一种干涉型微纳光纤磁场传感器,由微纳光纤干涉仪和TbDyFe超磁致伸缩棒构成,单模光纤经过熔融拉锥形成双锥型微纳光纤干涉仪,与TbDyFe超磁致伸缩棒平行固定封装,磁场作用下磁致伸缩棒和微纳光纤干涉仪发生轴向应变,引起干涉谱的波长漂移,形成波长编码型的光纤磁场传感器。实验结果表明,相同应变特性的微纳光纤干涉仪,磁致伸缩棒直径越小,磁场灵敏度越高,直径为2 mm的TbDyFe磁致伸缩棒组成的光纤磁场传感器灵敏度可以达到0.178 nm/mT,该传感器结构简单,易于制备,成本低廉,响应快,可以实现微弱磁场的高灵敏探测。     

微纳光纤传输损耗测试及实验优化

对一种结合剪断法和后向散射法测量微纳光纤传输损耗的反射式剪断法进行了优化。通过增加分光耦合器和探测器,用气凝胶固定尾纤,消除了光源波动和尾纤摆动对实验测试的影响。利用该方法测量微纳光纤传输损耗与直径的关系,实验结果表明改进后的方法,测量结果更稳定。     

基于氧化石墨烯微腔的光纤多频声振动传感器

本文提出一种基于氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)微腔的光纤多频法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)声振动传感器.该传感器使用单模光纤端面和GO薄膜构成微米级尺度的FP干涉微腔结构,采用液相法制备GO薄膜并将其作为声振动信号的敏感材料,实现对外界声振动信号的探测.通过控制和优化FP微腔长度可以获得消光比最大的干涉光谱,并对该传感器施加不同频率的单频、双频和三频声振动信号以测试其对多频信号的响应能力.实验结果表明,该传感器具有较高的信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR);对单频振动信号传感的SNR最高可达61.8 dB,频率响应范围较宽,约为500 Hz～20 kHz;对双频和三频声振动信号传感的SNR最高分别可达56.8 dB和54.4 dB.     

基于微纳光纤与平面光栅的复合光波导折射率传感器

利用微纳光纤强的倏逝场特性和平面光栅的折射 率周期性分布特性,设计了一种新型 的基于微纳光纤和平面光栅复合光波导折射率传感器,并利用时域有限差分(FDTD)方法,对 复合光波导的光学特性和 折射率传感特性进行了仿真研究。结果表明,本文的复合光波导的透射光谱中心波长对其周 围物质折射率变化非常敏感,灵敏度为346nm/RIU(refractive inde x unit)。     

微纳光纤直径测试技术研究

为了测量微纳光纤直径,采用了液体浸没强度检测法.首先对微纳光纤-液体圆柱形波导结构进行理论分析,得到了整根微纳光纤附加损耗与外形参量的对应关系,搭建了微纳光纤直径测试实验系统,并对两组直径不同的微纳光纤进行了测试.结果表明,直径为2.7μm时,直径测试最小分辨率约为3nm,4根微纳光纤的直径偏移量分别是40nm,30n...     

微纳光纤改善光束质量的研究

采用时域有限差分法(FDTD),在微米量级下,模拟了微纳光纤对于光束质量的改善情况。实验中所使用的微纳光纤是采用火焰熔融拉锥法,将单模光纤熔融拉锥制成的,并采用CCD测量光束质量因子M2,对比测量了光束通过普通单模光纤和熔锥微纳光纤的光束质量。实验结果显示,与普通单模光纤相比,熔锥微纳光纤可以改善光束质量。实验与FDTD模拟计算得到的结果相一致。