基于Mach-Zehnder干涉光纤湿度传感器研究进展

相对湿度检测在工农业生产中具有广泛应用.综述了当前基于Mach-Zehnder干涉光纤湿度传感器的国内外最新研究进展,比较了不同类型光纤干涉结构的灵敏度、响应时间、温敏特性等关键参数,分析了目前各种干涉结构所存在的优点与不足,并展望了对此类湿度传感器的发展前景.     

基于表面等离子体共振的双通道光子晶体光纤温度传感器

提出了一种高灵敏度双待测物质通道的宽温度范围区间的基于表面等离子体共振的光子晶体光纤(SPR-PCF)型传感器.利用SPR技术,通过纤芯损耗谱测量共振波长的变化达到对不同温度测量的目的,并且结构简单,易于测量操作,其工作的波长范围可以调节.实验结果表明:其温度测量区间为-80 ～80℃,可以得到最大光谱灵敏度3 nm/...     

全光纤干涉型传感技术

介绍了全光纤干涉型传感技术原理、典型传感结构。对重要技术参数灵敏度进行了讨论。给出了典型测试系统构造方案。     

蓝宝石晶体高温传感技术研究

针对恶劣环境下高温测量的需要,研究了一种新型光纤高温传感系统;该系统基于白光偏振干涉技术,以蓝宝石晶体为测温材料来进行温度测量,其测量温度可达1600℃.从蓝宝石晶体材料、测温原理、传感头结构设计以及信号处理方法等方面对测温系统进行理论探讨.最后,对测温系统进行了实验验证,利用现有实验条件证明了在0～700℃范围内该系统具有很好的测量精度.     

光子晶体光纤及其在光纤陀螺中的应用

光子晶体光纤是一种包层由空气孔-石英沿轴向方向周期排列所构成的新型光纤。光子晶体光纤特殊的结构分布和特性,使其在降低光学噪声、陀螺尺寸、温度敏感性,提高陀螺精度和抗核辐射等方面,具有传统光纤陀螺不可比拟的优越性。本文综述了光子晶体光纤的概念、在光纤陀螺方面的独特优势,以及其在光纤陀螺应用方面的研究进展和前景。     

基于光纤锥级联的Mach-Zehnder干涉湿度传感器

提出了一种基于光纤锥级联纤芯失配的Mach-Zehnder干涉湿度传感器。将两段色散补偿光纤对芯熔接光纤锥,并依次级联,再接入一段6 mm的多模渐变光纤,构成了Mach-Zehnder干涉仪,其中多模渐变光纤和芯径失配处的两个节点起到了光纤耦合器的作用。环境湿度变化,引起传感器透射谱能量发生改变。实验结果表明:透射谱波峰能量和湿度有较好的线性关系。当湿度在35%～95%RH范围内变化,传感器灵敏度为-0. 074 9 d B/%RH,线性度R2为0. 995。设计的传感器结构紧凑、灵敏度高,可以广泛应用于不同领域的湿度测量。     

光纤激光腔内的传感技术研究进展

光纤激光腔内的传感技术已广泛应用于温度、应变、声波、振动、磁场和电压等物理量的检测,与传统的光纤传感器相比,光纤激光传感器具有抗电磁干扰、窄线宽和高信噪比等优势,其应用前景广阔.在此,综述激光腔内光纤传感技术的研究进展,阐述环形腔和线性腔两种不同的腔内结构,总结基于不同腔内结构光纤激光传感器的工作原理;此外,按照温度、溶液、磁场、应力/应变的分类对光纤激光传感器性能进行介绍,并对未来的应用前景进行展望.     

基于光子晶体光纤的血糖监测系统研究

介绍了以光子晶体光纤为核心,结合光电微损法血糖监测技术,设计了新型的血糖监测系统。根据血样中不同血糖含量对光吸收不同的原理,利用MSP430对光进行控制,通过三探头光纤束传感器传输,照射到被测血样,调制后,带有血糖信息的反射光由光电转换放大,输入MSP430,经A／D转换后计算出血糖含量。系统具有操作简便、功耗小等特点。     

基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪的温度测量系统

设计了一种可测量小范围温度扰动的全光纤M ach-Zehnder干涉测量系统。简单介绍了全光纤M ach-Zehnder干涉仪的基本结构和工作原理,并推导了干涉条纹移动距离与测量臂长度变化之间的关系式;在理论分析的基础上,搭建了一全光纤M ach-Zehnder干涉仪系统,通过在有标识刻线的接收屏上直接观察测量干涉条纹的移动距离来确定测量臂光纤的温度变化,最终,确定了测量臂光纤加热温度和干涉条纹移动距离之间的关系;通过实验结果分析可知,该干涉系统可实现小范围温度扰动的准确测量,测量精度可达到℃/18。     

光子晶体光纤模式折射率的分析

模式折射率是分析光子晶体光纤色散特性的一个基本参数,其快速而较准确的计算有助于对不同结构参数的分析比较,便于工程应用,但用时域有限差分法等数值方法分析传输特性通常需要较长的计算时间,为此,文中以六角形空气孔排列的光子晶体光纤为例,用时域有限差分法分析在不同的结构参数和传播常数的组合情况下的模式折射率,并利用分析所得数据,得到了模式折射率和结构参数、传播常数之间的拟合函数.利用所得拟合公式可得光子晶体光纤的模式折射率,并在通信和传感的应用场合下为PCF的设计提供一定的理论依据.     

基于光子晶体光纤传感器的瓦斯监测系统

空芯带隙型光子晶体光纤以其独特的结构和导光机制,具有其它普通光纤无法比拟的优势,这种光纤传感器在气体检测方面灵敏度更高。设计了以这种传感器为检测元件,基于Zig Bee的无线传感器网络的瓦斯监测系统,实验测试结果与样本值比较表明:相对误差在10%以内,基本达到了实时在线监测瓦斯的目的。     

熔融七芯光纤球对称的Mach-Zehnder干涉传感特性

提出了一种基于七芯光纤和单模光纤熔球对称型Mach-Zehnder干涉传感器。单模光纤端面熔接制作直径180μm光纤球,将2个光纤球中间熔接一段七芯光纤,位于Mach-Zehnder干涉结构中间的七芯光纤长度为9 mm。传感器外界环境温度、曲率的改变都会使传感器的纤芯基模和包层模的光程差发生改变,从而引起传感器干涉谱发生变化,通过监测干涉谱可以实现对外界物理量的测量。通过建立的有限差分光束传播法仿真分析结果可知:光纤球结构增加了七芯光纤的光耦合效率,七芯光纤结构的干涉效应得到了有效改善。实验结果表明:当温度在20～95℃范围内变化时,传感器的温度灵敏度为58. 97 pm/℃,线性度为0. 996 22;曲率在0～1 m~(-1)变化范围内,传感器的曲率灵敏度为2. 55 nm/m~(-1),线性度为0. 996 73。设计的传感器结构紧凑、制作工艺简单、可靠性高。     

Terahertz switch and polarization controller based on photonic crystal fiber

Theoretical studies on liquid crystal filled photonic crystal fiber(LC-PCF)are presented.The eects of electric birefringence of liquid crystal(LC)in the LC-PCF and the transmitting properties of photonic crystal fiber(PCF)are investigated by using the full vector plane wave expansion and beam propagation method.The simulation results show that the electrically controlled LC-PCF can act as not only a terahertz(THz)switch with about 0.55 THz bandwidth,but also a tunable polarization controller for changing the polarization state of the fundamental mode.     

基于双芯光子晶体光纤的偏振分束器的设计

提出了两种基于双芯光子晶体光纤的偏振分束器。采用全矢量有限元算法,系统地研究了光纤结构参数对分束器耦合特性的影响。通过参数优化,设计出一种长度短、分光比高的偏振分束器,其长度为4.21 mm,带宽为27 nm,1 550 nm处的分光比高达88.2 d B。研究表明,相比于引入椭圆空气孔,改变空气孔尺寸所获得偏振分束器具有更好的性能。     

Numerical analysis of fiber optical parameter amplifier based on triangular photonic crystal fiber

Due to triangular photonic crystal fiber (PCF) high nonlinearity and low dispersion slope, using the condition that the different linear phase shift combination must satisfy the phase match, the expressions of gain and bandwidth for one-pump fiber-optic parametric amplifiers (1P-FOPA) based on PCF in the normal and abnormal dispersion regimes are derived respectively. Then, 1P-FOPAs performance comparison among PCF, dispersion-shifted fiber (DSF) and highly nonlinear fibers (HNLF) are carried out by numerical simulations. It is shown that the 1P-FOPA based on triangular PCF can provide higher peak gain over wider bandwidth. When the pump wavelength is at the zero-dispersion wavelength (ZDWL), about 108.7 nm single-pass gain bandwidth and 91.4 dB peak gain can be obtained; when in the normal dispersion regime and near zero-dispersion wavelength, not less than 46 nm single-pass gain bandwidth 77.1 nm away from pump can be achieved. Finally the influence of dispersion fluctuation is analyzed, and the result shows that the tolerance of the 1P-FOPA based on photonic crystal fiber is better.     

基于光纤传感技术测量表面粗糙度

讨论了光纤传感器测量表面粗糙度的方法和原理,其结构简单,精度较高,可以实现无损坏检测。本系统采用MATLAB软件对测量数据进行采集,用MATLAB的数据处理函数求解最小二乘中线,用MATLAB丰富的数值计算和数据处理函数,进行粗糙度参数的计算。