HCPCF端面塌陷成腔工艺的F-P应变传感器

本文提出了一种新型测量应变的空芯光子晶体光纤(HCPCF)法布里-珀罗(F-P)干涉传感器,HCPCF的一端与单模光纤熔接形成反射面1,另一端在熔接机内通过电极放电使端面完全塌陷形成反射面2,构成以HCPCF为腔体的新型F-P干涉传感器。实验结果表明,腔长2mm的传感器在室温下的应变灵敏度为3.1nm/με,线性度为0.9992,极限腔长改变量为3827.3nm。温度在0～150℃的温度变化范围内,腔长的改变量约为0.17μm。理论和实验结果表明该新型传感器具有制作工艺简单、应变灵敏度高、温度灵敏度低和没有迟滞现象等优点。     

光子晶体光纤F-P干涉式高温传感器研究

本文提出一种用于高温测量的光子晶体光纤F-P干涉传感器,通过熔接机放电使无截止单模光子晶体光纤(ESM-PCF)一个端面完全塌陷,然后再将其与单模光纤(SMF-28e)熔接起来,最后按照设计长度切断ESM-PCF。由于在熔接点处ESM-PCF完全塌陷使其模场直径扩大,减小了与SMF-28e的模场失配损耗,并提高了熔接面的反射光强。这种方式制作简单,相对于以往的光子晶体光纤F-P干涉传感器具有更高的干涉光强度。实验结果表明,该传感器测量温度可达1100℃,温度灵敏度为29.4nm/℃,可以预见这种结构稳定、线性度好的全光纤传感器在机械、航空、冶金领域等具有一定的潜在应用价值。     

基于FBG温度解耦的光纤法布里-珀罗 高温压力传感器

本文提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)温度解耦方法的光纤法珀(FP)压力传感器,该传感器采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术实现批量化制作.通过在膜片式压力传感器的基础上集成光纤布拉格光栅(FBG),实现温度、压力双参数测量;提出温度解耦方法,对传感器进行温度补偿及压力测量结果的修正.实验结果表明,在20～300℃的温度范围内, FBG温度传感器的灵敏度为0.012 nm/℃,在160 kPa的压力范围内,压力测量灵敏度约为0.1μm/kPa, 3次重复实验的重复性误差和非线性误差分别约为5.6%和1.3%,温度系数为0.018μm/℃,压力灵敏度随温度变化为0.283 nm/(kPa·℃),同时,采用温度解耦方法,得到压力计算值与真实值最大偏差小于2.5 kPa.     

钢条封装的光纤布拉格光栅温度传感器

介绍了光纤布拉格光栅传感器测温的基本原理以及一些布拉格光纤的封装方法,在此基础之上探讨了一种新型的布拉格光纤光栅的封装方法即用钢条对布拉格光纤光栅进行封装,并通过实验对祼光栅和封装后光栅的温度特性进行了研究.实验采用了恒温水浴装置,在25℃至70℃温度范围使用了中心波长为1530.5 nm的光纤布拉格光栅进行测量.先进行了祼光栅的测量,在光栅封装之后又进行了测量.实验结果表明,光纤光栅在封装之后温度灵敏度为裸光栅的2.5倍.其线性拟合度达到0.996.     

半导体光纤温度传感器特性研究

设计了一种新颖的半导体光纤温度的传感器。通过实验的方法研究了采用不同光源时传感器的输出特性。根据实验数据了分析了传感器的灵敏度、测量范围、线性度和重复性与光源光谱性之间的关系。实验结果表明用该光纤温度传感系统可以实现对温度的非接触稳定测量。     

基于光纤布喇格光栅传感器的精密位移测量

首先对光纤布喇格光栅传感的基本原理进行了分析,并给出了光纤光栅位移传感的基本公式.在此基础上,设计制作了一种光纤光栅位移传感器.采用光纤光栅作为传感元件,利用多波长计进行波长检测,对位移量进行了传感测量.实验中,传感器位移检测范围为0.6mm,其传感测量精度为±43nm,测量分辨率为1.5nm.实验结果具有良好的线性度.     

基于LPFG微弯特性的高精度位移检测系统

在研究长周期光纤光栅(LPFG)温度及微弯特性的基础上,通过引入聚合物温度增敏封装后的光纤布拉格光栅(FBG)作为解调滤波器,搭建了温度自补偿微位移检测系统.将LPFG粘贴于试件上进行微弯测试,在固定波长处.其插入损耗的变化与弯曲度变化呈线性关系.为解决LPFG带宽宽、谐振波长难以精确测量的问题,选择特定波长的FBG作为滤波器,实现了位移检测系统的功率化解调.同时,对FBG利用聚合物进行了温度增敏封装,使其温度灵敏度与LPFG尽量相同,消除了温度对系统的影响.试验结果表明,传感系统输出的光功率与微位移呈良好的线性关系,位移灵敏度为2μW/mm,分辨力为0.5×10-2 mm.所设计的系统结构简单、灵敏度高、线性度好,不受外界温度干扰.     

基于FBG轴向拉力的液位测量传感器

根据光纤布喇格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的传感原理,提出了一种基于波纹管结构的FBG液位传感器,利用补偿FBG(FBG1)与液位FBG(FBG2)具有相同的温度灵敏度进行温度补偿,将FBG2固定在波纹管内,液压产生的张力可以使波纹管的自由端产生位移,从而使固定在里面的FBG2产生轴向应变进而影响布喇格中心波长的改变.通过布喇格中心波长的改变来监测液位的变化,在40~340mm的液位变化范围内进行了实验研究.结果表明,光纤布喇格光栅中心反射波长漂移对液位呈现良好的线性关系,线性拟合度大于0.998,灵敏度为15.7pm/cm,理论测量范围可达到3m.说明通过改变波纹管的波纹数目和其他参数,可实现对传感器测量范围和灵敏度的调整,以满足各种应用场合.     

基于并联法布里-珀罗干涉仪的高灵敏度光纤气压传感器

本文提出并制备了一个基于游标效应的高灵敏度光纤气压传感器。该传感器包含两个并联的法布里-珀罗干涉仪(FPI),它们均由单模光纤和一小截毛细管熔接构成,分别作为传感腔和参考腔,且其中传感腔的侧面刻蚀微通道,以便于待测气体进入。俩干涉仪间较小的光程差导致传感器产生具有游标效应的叠加反射光谱,气压灵敏度得到极大的提高,达到～64 pm/k Pa,该值是单一FPI的～16倍。另外,实验结果显示,该传感器对温度不敏感,从而减少了环境温度对气压测量结果的影响。结构结实、气压灵敏度高等优点,预示着该传感器在工业生产、气体检测等领域具有广阔的应用前景。     

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...     

新型光学纤维材料的研究

介绍了各类新型光学纤维即红外光学纤维、聚合物光学纤维、液芯光学纤维、激光光学纤维及传感光学纤维材料及其研究进展。     

光学功能纤维的现状及其发展趋势

随着先进复合材料技术的发展,纤维功能化的发展成为现代纤维发展的重要方向.介绍了功能纤维的特殊功能及其分类,着重介绍了光吸收型、光屏蔽型、光致变色型、光传输型等几种典型的光学功能纤维的研究现状及其应用情况,分析了该材料的国内外研究现状,并阐述了光学功能纤维材料复合化、功能复合化及功能与性能统一的发展趋势.     

天津大学光纤传感技术研究部分最新进展

本文介绍了天津大学在光纤传感技术研究领域的最新进展.主要为:基于白光干涉实现了非本征光纤法珀和FBG并行解调,法珀腔长测量误差0.81 μm,FBG波长测量误差14 pm;基于光纤有源内腔结构夹现了乙炔气体传感,灵敏度优于100ppm;基于保偏光纤实现了分布式传感,灵敏度可达6 cm;基于边缘滤波器开发了光纤光栅解调仪,波长分辨力可达1.2pm,扫描速率超过200kHz;采用全光纤OCT技术实现了牙齿模型的二维、三维扫描;实现了光纤陀螺光纤环的温度、振动等动态特性检测.     

聚丙烯腈基碳纤维制备过程中微观结构的演变

碳纤维的微观结构是影响其强度和断裂行为的重要因素.PAN纤维、预氧化纤维的微观形态结构与最终碳纤维的结构有着密切的关系.阐述了PAN纤维和预氧化纤维的微观结构的研究进展,着重介绍了聚丙烯腈基碳纤维发展历史上有代表性的结构模型,以期为制备高性能碳纤维提供理论依据.     

粘胶基碳纤维

聚丙烯腈（ＰＡＮ）纤维、沥青纤维和粘胶纤维（ＲＦ）是目前生产碳纤维（ＣＦ）的三大原料体系。由于受多种因素的制约和限制,粘胶基碳纤维（Ｒ·ＣＦ）由五、六十年代鼎盛期转向目前的萎缩期。但是,由于Ｒ·ＣＦ具有固有的结构特征和独特的性能,至今仍在碳纤维领域中占有一席之地,不会被完全淘汰出局。本文主要论述由粘胶纤维转化为碳纤维的机理,并介绍了粘胶基碳纤维的生产工艺,及其性能和应用。     

高性能聚丙烯腈基碳纤维发展现状与分析

聚丙烯腈基碳纤维及其复合材料具有轻质、高比强度、高比刚度、抗疲劳、耐腐蚀和可设计性等优点,已成为航空应用的理想材料。综述了日本东丽公司和美国赫氏公司高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展路线,介绍了高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展趋势以及最新的研发进展,并对其发展路线进行了对比分析,结合国产聚丙烯腈基碳纤维发展现状,给出了国产碳纤维发展建议,以期为国产高性能聚丙烯腈基碳纤维的可持续发展提供参考。     

红外空芯传能光纤的研究进展

介绍了红外空芯光纤的分类、材料与结构、传输原理和应用，并对其国内外研究现状和研究中存在的问题等进行了综述。     

All fiber on-axis coupling scheme between single mode fiber and GRIN fiber

In this paper we present a simple and novel method to maximize on-axis coupling efficiency to radially symmetric fibers without the need for extra free space optical elements. The method is based on inserting a segment of step-index multimode fiber (MMF), cleaved to a particular length, between the input fiber and the output fiber (OF). The MMF segment modifies the input field to match the guided modes in the OF. Using this technique we show that, by inserting an appropriate length MMF segment, it is theoretically possible to obtain a coupling coefficient as high as ?0.8 dB between a single mode fiber and a graded index ring-shaped fiber and ?0.32 dB for a multi-shell fiber. Our experimental measurements showed good agreement with theoretical predictions for the ring fiber.     

世纪之交展望我国的碳纤维工业

我国研制碳纤维至今已有三十余年历史 ,并初步建成工业雏型 ,为国防现代化和国民经济的发展做出了积极贡献。但是 ,至今仍处于中试放大阶段。其首要原因是PAN原丝质量没有真正过关 ,工程化开发没有取得重大突破 ,应用基础研究创新甚少。此外 ,资金投入力度不足 ,导致与国外先进水平约有 1 5年左右的差距。在世纪之交展望我国的碳纤维工业喜忧参半 ,任重而道远。     

高效吸附分离功能纤维及其应用

本文主要介绍几类吸附功能纤维,包括活性碳纤维、离子交换纤维、螯合纤维和氧化还原功能纤维等的研究进展。这类新型的高效吸附分离材料具有很大的比表面积或丰富的表面官能团;显示出高的吸附容量、快的吸附或脱附速度和一定的吸附选择性;可制成束、纸、布、毡及无纺布等多种形式;某些吸附功能纤维还具有氧化还原能力。本文简要地介绍了近年来吸附分离功能纤维的制备、吸附特征研究的进展以及它们在饮用水净化、环境治理、资源回收、化学工业和医疗卫生等方面的应用