蓝宝石光纤高温传感技术研究

本文报导了蓝宝石单晶光纤高温传感器的研制工作．对蓝宝石单晶光纤高温传感头的热辐射特性进行了理论分析和实验研究，并在此基础上研制成双波长蓝宝石单晶光纤高温仪，仪器的测温范围８００～１７００℃，测温精度０．２％（１０００℃），分辨率１℃，可应用于科研和工业生产中某些特殊环境下的温度测量．     

多周期大尺寸均匀极化PPLN晶片的制备

采用外加电场极化法,运用两步多次高电压脉冲触发的技术,成功地制备出均匀极化区面积为32mm×40mm、具有21个周期(Λ=27-31μm)、Z切0.5mm厚度的PPLN晶片。晶片的畴反转占空比接近50%,每一周期的大小为1.5mm×40mm,可用于大调谐范围的光参量振荡器。同时,实验给出了制备高品质PPLN晶片的高压触发脉冲的波形,其中,第一步高压触发脉冲为5μs,强度为100kV/mm,第二步高压触发脉冲宽度为50ms,强度为24kV/mm。     

蓝宝石光纤与光纤高温传感器

蓝宝石光纤作为一种高品质的单晶光纤,具有极好的高温稳定性和光学、机械特性,因此在光纤高温传感和中红外激光传能方面具有相当重要的应用价值。 浙江大学物理系光纤电子材料研究室单晶光纤及应用研究课题组。于1987年在国内首次拉制成功蓝宝石单晶光纤和YAG单晶光纤,并经过多年努力,在蓝宝石光纤高温传感头及光纤测温仪的实用化研究中,取得了较好的研究结果。目前已建立起稳定的晶体光纤激光加热基座法(LHPG)生长设备;能小批量生长优质的蓝宝石单晶光纤材料,光纤光传输损耗优于     

用于激光热疗的激光抽运高掺杂光纤光热头研究

利用晶体光纤中高掺杂离子的非辐射跃迁机制,研制成功一种可用于激光热疗的高掺杂光纤光热转换头。在一个809nm半导体激光器抽运下,光热头在空气和蛋清样品中分别产生最高达465℃(抽运功率为1124mW)和98℃(抽运功率为933mW)的温度,已足够用于激光热疗。同时,光热头在温度稳定性、热响应时间、生物相容性、抗热冲击强度和化学稳定性等方面均能满足要求。     

Cr3+:YAG光纤荧光温度传感器

用激光加热基座法生长出端部掺Cr3 的YAG(Y3Al5O12)光纤荧光温度传感头,采用相关检测方法,在0℃到180℃范围内对呈指数衰减的荧光寿命进行测量.系统的荧光寿命分辨率为3 μS,最低测量精度为1℃.该系统具有抗电磁干扰、测温准确、分辨率高、动态响应好等优点,可以应用于生物医疗和变电站等场所的温度监控.     

蓝宝石光纤高温光学特性研究

蓝宝石光纤物理化学性能稳定,熔点高（超过2000℃）,在0.3-4.0μm波段范围内透光性好,具有光波导的特点,在高温光纤传感和近红外传感等领域有很好的应用前景.实验从蓝宝石光纤在高温环境下（大于1000℃）的光学稳定性、光纤的自辐射、塑性弯曲对出射光信号的影响3个方面进行研究,结果表明,蓝宝石光纤在高温下的光学传输损耗随时间增加,温度测量精度由信号的稳定性和光纤自辐射决定,而蓝宝石光纤的塑性弯曲引起的信号额外损耗比较小,在900 nm处小于0.1dB.光纤表面在高温下的永久损伤是产生这些性能劣变的主要原因,损伤的主要机制为外部杂质在高温下与光纤表面的相互作用.为了保护蓝宝石光纤传感头在高温下的稳定工作,有必要在光纤表面制作保护层和采用合适的保护套.     

传感与传能用蓝宝石单晶光纤的生长与光学特性

用激光加热小基座法生长了直径为２００～１０００μｍ，长度达５０ｃｍ的蓝宝石单晶光纤．对蓝宝石单晶光纤的光学传输特性进行了分析和测试，结果表明蓝宝石单晶光纤在可见到近红外波段具有良好的光学传输特性，可应用于高温传感和医用近红外激光传输．     

基于荧光衰减测量的蓝宝石光纤温度计

用激光加热基座法生长出了端部掺Cr^3 的蓝宝石光纤荧光温度传感头,其具有结构紧凑、耐高温等特点：研究了掺Cr^3 的蓝宝石光纤荧光温度特性,并制得蓝宝石光纤荧光温度计,其测温范围为室温到450C,分辨率1C。     

蓝宝石单晶光纤高温仪的研制

报道了双波长蓝宝石单晶光纤高温仪的研制工作．对蓝宝石单晶光纤高温传感头的热辐射特性进行了理论分析和实验研究，并在此基础上研制了双波长蓝宝石单晶光纤高温仪，仪器的测温范围为８００～１７００℃，测温精度可望达到０．２％（１０００℃时），分辨率为１℃，可应用于科研和工业生产中某些特殊环境下的温度测量．     

蓝宝石光纤高温光学特性研究

实验研究了蓝宝石光纤在高温环境下(大于1000℃)的光学稳定性,以及光纤的自辐射、塑性弯曲对出射光信号的影响,结果表明蓝宝石光纤在高温下的光学传输损耗随时间增加,温度测量精度由信号的稳定性和光纤自辐射决定,而蓝宝石光纤的塑性弯曲引起的信号额外损耗比较小,在900nm处小于0.1 dB.光纤表面在高温下的永久损伤是产生这些性能劣变的主要原因,损伤的主要机制为外部杂质在高温下与光纤表面的相互作用.

Abstract：

The performance stability,self-radiation and plastically bend of sapphire fiber under high temperature are studied.Experimental results show the optical transmitter loss increases with time when sapphire fiber under high temperature environment.Temperature measurement precision depends on the stability of signal and the self-radiation of fiber.The additional loss caused by a single plastically bend is less than 0.1 dB at 900 nm,less than the loss.before bend.The permanent injury of the sapphire fiber surface is the main reason for deterioration.It is found that the surface injury is mainly attributed to the pollution of the fiber surface and the mutual reaction between the sapphire fiber and the polluted substance in the ambient environment.