基于级联光栅温度补偿的溶液浓度测量研究

为解决长周期光纤光栅(LPG)折射率测量时的温度交叉敏感问题,利用布喇格光纤光栅(FBG)对环境折射率不敏感的特点,将其与长周期光纤光栅(LPG)级联,构成具有温度补偿的折射率传感方案。实验结果表明：随着温度的变化级联光栅的两个透射谐振波长都有线性变化,而改变溶液折射率时只有一个透射谐振波长改变。因此,可以利用级联光栅对折射率和温度双参量进行同时测量,补偿因温度变化产生的测量误差。     

长周期光纤光栅对掺葵花籽油的橄榄油纯度测定研究

针对当前橄榄油掺假问题,提出一种测定橄榄油纯度的新方法.将纯橄榄油和纯葵花籽油按不同比例配置得到不同纯度的待测橄榄油,用阿贝折射计测出各样品的折射率,得到样品纯度与折射率之间的线性关系.利用长周期光纤光栅传感器对外界折射率的敏感性特性,将不同纯度的待测橄榄油分别滴加到长周期光纤光栅表面;宽带光源发出的光经过其表面进入光谱仪后得到不同纯度样品的透射谱.实验测得不同纯度的橄榄油样品与衰减峰的强度变化存在线性关系,灵敏度为0.007 04dB/%,线性度较好,决定系数R2约为0.96.根据光谱仪的强度分辨率可以计算得到橄榄油纯度的探测极限为1.42%.研究结果表明,利用该长周期光纤光栅传感器可以简单、快捷、准确地测定橄榄油的纯度,具有一定的应用价值和前景.     

倾斜光纤光栅温度及溶液浓度传感特性研究

本文通过模拟仿真、理论分析和实验对倾斜光纤光栅（TFBG）的温度及溶液浓度传感特性进行了研究。实验结果表明TFBG的纤芯模和包层模具有相同的温度灵敏度,约为10pm/℃,且线性度良好;在溶液浓度实验中通过求取TFBG纤芯模与包层模的差分波长来消除温度对浓度测量的干扰,解决了TFBG包层模对温度和浓度交叉敏感的难题。溶液...     

错位熔接长周期光纤光栅横向压力传感器

阐述并实验证明了基于长周期光纤光栅和错位熔接结构的横向压力传感器,当施加于错位熔接点的横向压力改变时,干涉谱的相位保持不变,而纤芯模能量减少,包层模能量增加,导致消光比减小,以此通过消光比的变化实现对横向压力的测量.当横向压力从0⁰.98N增加时,传感器对压力的反应是单调且接近线性的.结果证明,该传感器具有消光比灵敏度高,成本低,结构简单的优点,在工业领域具有应用前景.     

基于相移布喇格光纤光栅的折射率传感实验研究

利用图解法求解光纤特征方程,获得腐蚀过程和传感过程中光纤光栅的光谱特性,设计了光纤光栅的部分腐蚀方案,采用氢氟酸溶液腐蚀制作相移布喇格光纤光栅。对光纤光栅进行部分腐蚀,将形成相移光纤光栅。根据相移光纤光栅的特性,讨论了利用反射光光强解调的方式,该方式具有结构简单且对温度不敏感的优点。     

LP模型分析涂覆长周期光纤光栅复折射率传感器

对于涂覆长周期光纤光栅(LPG)传感元件,涂覆层折射率大于包层折射率时将具有很高的灵敏度.然而在涂覆层厚度为纳米量级时,涂覆层的折射率将具有一定的吸收,吸收将对LPG传感元件产生一定的影响.本文在线偏振(LP)模近似理论和耦合模理论(CMT)的理论模型基础上,通过数值计算对这一情况进行研究讨论.详细分析了模式转变点附近和远离模式转变点区域涂覆LPG的模式结构和透射谱情况.在无吸收的理想模型基础上,详细分析了消光系数对模式转变和重新组合的影响,以及模式结构的转变对LPG透射谱的影响,得出吸收将会导致LPG灵敏度、可测量的动态范围的变化.最后,文章给出了一种新型的LPG吸收传感元件的模型.     

保偏微结构光纤光栅F-P腔折射率传感特性分析

针对提高光纤光栅折射率传感器抗干扰能力以及增加反射率的需求,本文提出了一种基于Fabry-Perot腔的保偏微结构光纤(PM-MOF)布拉格光栅折射率传感器.根据传榆矩阵法和有限元方法,分析了微结构光纤光栅F-P腔中被测物折射率与F-P腔反射谱中两个偏振模谐振波长差的关系,在此基础上讨论了中心孔直径、F-P腔长度等参数对传输特性的影响.研究结果表明,随着空气孔中填充物折射率的增加,保偏微结构光纤光栅F-P腔的两个偏振态的谐振波长差将逐渐减小;F-P腔的干涉作用使反射率较单个光栅有很大提高,便于长距离传输和实时解调;两个偏振模对外界干扰具有相似的响应,因此该传感器具有更强的抗干扰能力.本文研究结果为保偏微结构光纤光栅在折射率传感器及其生物传感器方面的应用提供了理论依据.     

测量薄膜折射率的光栅衍射干涉方法

根据光的干涉理论,讨论了条纹周期数对测量薄膜折射率不确定性的影响,推导出干涉条纹错位量与薄膜折射率和厚度的关系式。由此提出采用光栅衍射干涉测量薄膜折射率的方法和实验方案。实验表明:该方法的干涉条纹测量精度达λ/10~λ/20,薄膜折射率测量精度可达 0.01 以上。     

单模光纤群折射率测量系统

本文着重介绍作者研制的单模光纤群折射率参数的测量系统的原理、测试结果及误差分析。其测量总不确定度（１σ）优于６×１０－５。该测量系统将用于ＯＴＤＲ的校正及光纤传输特性的研究。     

聚合物光纤折射率分布的显微成像测量方法

结合多模聚合物光纤芯径粗(1mm)的特点,考虑传输损耗小的泄漏模式,对泄漏模修正理 论进行简化,并用简化的结果对显微成像法获得的光纤端面出射光强分布进行处理,恢复出其折射率分布,该方法的测量精度在10-3以上。     

基于Edlén公式空气折射率测量系统的校准研究

为了检验对激光干涉仪测量精度有很大影响的空气折射率测量系统的测试性能,提出一种可用于基于Edlén公式的空气折射率测量系统的校准方法,并且设计了专门的校准装置,该装置主要由温度、气压以及湿度测量系统组成。实验证明：取包含因子k=2时,温度在(5~40)℃区间,测量不确定度U优于0.02 ℃;气压在(66~105)kPa区间,U=18 Pa;湿度在(10~90)%RH区间,U=2.0%RH,等效于整个系统对应的空气折射率测量的相对不确定度优于1×10^-7     

微纳Taper光纤干涉传感器的折射率测量理论研究

利用微纳taper光纤干涉方程和微纳光纤传输模式函数关系,建立了微纳taper光纤干涉波长随环境折射率变化的数学模型,指出微纳taper光纤干涉波长的响应规律由基模高阶模有效折射率差、色散因子和环境折射率3个因素所决定.详细研究了微纳taper光纤传感器的灵敏度变化规律,结果表明,传感器的灵敏度随光纤半径变小而急速增大,并随环境折射率的增大而非线性增加,而且探测波长越长,其灵敏度越大.     

任意偏折法测量玻璃折射率

提出了一种高精度测量玻璃折射率的方法。它克服了传统的最小偏向角方法的缺点，即需要反复调节样品棱镜直到准确位于最小偏向角位置上才能测量。该方法测量精度高、速度快，适用于光电对准式测角仪器，是标准玻璃样块折射率标定的较好方法。同时，它也适用于不可见光波段的折射率标定测量。     

一种简单实用的颗粒物浓度测量检验方法

颗粒物浓度测量是计量测试技术中的一个重要方面 ,但迄今为止 ,国内外尚缺少这方面的标准物质。文中提出了一种简单可靠而又十分实用的“定量稀释法” ,能很好地解决这一困难。实验研究证实了这一方法的可用性     

硫化锌—氟化铈均匀混合光学薄膜折射率性能的研究

本文分析了均匀混合介质薄膜折射率的三种理论计算方法,计算并实测了不同重量比的ZnS—CeF_3均匀混合薄膜的折射率。介绍了制备和研究混合薄膜的实验装置、淀积参数和镀制工艺。研究结果表明,ZnS重量比在混合膜中为40%或以下时,实测结果与理论计算值一致,其折射率的取值范围为1.70～1.95。本文还给出了ZnS—CeF_3混合薄膜样品的X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)的实验结果,对其微观结构和结晶形态的分析与折射率的实测结果一致。最后,本文给出了两个ZnS—CeF_3混合薄膜的应用实例,它表明了该混合薄膜具有广泛的应用前景。     

光纤光栅传感技术及其在石油工业中的应用

阐述了光纤光栅温度和应变传感的响应机理．对光纤光栅多参量区分测量技术和光纤光栅传感网络复用与解调技术进行了综合评述．结合光纤光栅传感技术的本质突出优势和石油工业特点,讨论了其在油气生产中温度和压力测量、测井技术、地震波检测、长距离石油管道监测等方面的应用．     

交错型采样光纤Bragg光栅的折射率调制法设计

通过改变种子光栅中相邻子光栅的折射率调制量,提出一种新型交错型采样光纤Bragg光栅(ISFBG)设计,并利用传输矩阵法分析ISFBG的反射谱特性.结果表明:对种子光栅中相邻子光栅的折射率设计不同的调制量,ISFBG的反射谱信道教增加,主反射峰的反射率主要由折射率调制量大的子光栅决定,并且其反射率的大小随着折射率调制量...     

轴位移法测定GRIN透镜的折射率分布系数

本文对GRIN透镜的精确光线追迹公式作了推导,介绍了轴位移法对透镜折射率分布的测量方法及相应的数据处理,并对测量误差进行了分析和计算,从而对测定GRIN透镜折射率分布提供了一种精确而且实用的方法。