一种新型结构长周期光纤光栅光谱特性研究

基于长周期光纤光栅(LPFG)包层有效折射率与包层半径、折射率和环境折射率的良好相关性,提出一种LPFG的新颖结构。利用传输矩阵法和三包层光纤的色散方程对其建模,mathcad15计算软件进行数值仿真和模拟。得到新型结构LPFG谐振峰发生分裂,即一个透射峰分裂为两个;两个分裂峰谐振波长间距随着腐蚀段包层半径的减小或填充材料厚度的增大而增加,模式越高增加越快;同时分裂峰间距在填充材料折射率小于1.4和大于1.48时基本不变,而在1.4和1.48之间分裂峰间距变化显著,在1.44附近达到极值。此种结构LPFG设计上的特殊性即可弥补半腐蚀LPFG容易断的不足,又可通过填充敏感材料且利用分裂峰间距定标而提高气体或液体浓度传感灵敏度。     

一种基于LPFG高灵敏度浓度传感器

利用Sagnac光纤环全反射的特性和单根长周期光纤光栅(LPFG)构成Michelson干涉仪,入射光经LPFG后,部分被耦合到包层中传输,经过包层和纤芯传输的光信号经Sagnac光纤环全反射后重新耦合回LPFG,在光栅区域干涉。利用传输矩阵理论分析了干涉结构的光谱特性。用此干涉结构检测了蔗糖溶液浓度,传感灵敏度可达0.065 nmLg-1。     

均匀干涉场中的啁啾光纤光栅的成栅技术

从改变有效折射率、光栅常数及同时改变有效折射率与光栅常数三个方面介绍啁啾光纤光栅成栅技术,并分析讨论每种技术的特点。     

金属核壳结构在不同介质环境中的表面等离子体消光特性研究

本文利用Mie散射理论计算了在不同介质环境中银纳米核壳结构的表面等离子共振消光谱,研究了内核的直径、金属壳层的厚度以及周围介质折射率对表面等离子共振特性的影响,结果表明,对于内核尺寸较小的核壳结构,外界折射率的增加所导致的自由电子振荡回复力的减小,不仅会引起共振峰的红移,还会导致消光强度的增大。同时,外界折射率环境对核壳的球模式和腔模式的耦合作用影响显著,折射率越高,耦合分裂越强烈,反对称模式共振峰越明显。     

高精度定量包装生产线的设计应用

介绍了在空间垂直高度有限的条件下，完成8个料仓组成的定量包装系统的特点，以及在同一生产线上实现不同规格且包装精度控制在0～＋10g的方法。     

光纤光栅聚合物封装及传感特性研究

把两种聚合物（HTC-1,THE-5）及金刚砂按一定比例均匀混合后,对光纤光栅（FBG）进行封装处理：封装后光纤光栅的应变和温度传感线性度非常好,均达到0.99以上,应变线性范围超过8000微应变,与裸光纤光栅的测试结果相比灵敏度系数提高了3.5倍,温度灵敏度系数提高7倍左右,抗压强度为65 Mpa,完全满足土木结构的智能监测需要.     

利用剪滞法对包覆光纤布拉格光栅应力传递规律的研究

报道了一种分析包覆光纤布拉格光栅(FBG)传感器应力传递规律的方法。利用剪滞法理论将光纤布拉格光栅和其包覆材料看成一种复合体,从力学角度分析光纤布拉格光栅被包覆后的应力传递规律,得到当光纤布拉格光栅一定时,被包覆光纤布拉格光栅的应力传递系数仅与包覆材料的尺寸和杨氏模量有关。采用三种不同的包覆材料(聚合物、毛细钢管和毛细铜管)对光纤布拉格光栅进行了多个半径的封装,验证包覆光纤布拉格光栅的应力传递系数,实验证明,理论结果和实测数据基本吻合。     

高平坦度可调谐多通道吸收器的优化设计

为了提升多通道吸收器的平坦度和光谱特性的可调性,本文构建了一种硅基底/铝底板/银单缝/石墨烯/二氧化硅(SiO₂)介质层的五层结构多通道吸收器。不但吸收光谱特性易调谐,各通道平坦度也可提升到2.84 dB。基于电磁场时域有限差分法(finite-difference time-domain, FDTD)从理论上分析了结构设计尺寸对吸收光谱的影响规律,同时优化了设计结构。模拟结果证明,吸收器顶层设置SiO₂介质层和单缝内填充Au均可显著增大吸收通道的平坦度,同时通过调节顶层SiO₂或上层石墨烯的宽度,可有效调谐吸收光谱通道数、通道间隔和单通道带宽;尤其可通过改变石墨烯费米能级实施吸收频段和吸收率的需求选择,在生化检测、环境监测和智能传感等领域均具有较好的应用前景。     

一种两段式FBG应变和温度同步测量的实现

为解决光纤布拉格光栅(FBG)的应变和温度交叉敏感性问题,本文基于FBG纤芯有效折射率与纤芯半径的良好相关性,提出一种半腐蚀FBG的新颖结构。即一根FBG被分成等长两部分,用HF酸腐蚀其1/2区域直到纤芯半径。采用传输矩阵法和纤芯基模有效折射率的色散方程对两段式FBG建模,利用Mathcad 15计算软件进行数值仿真和模拟。仿真结果表明,FBG反射峰发生分裂,即一个反射峰分裂为两个,且当纤芯半径变小时,腐蚀段FBG谐振波长蓝移,而未腐蚀段FBG谐振波长基本不变;纤芯半径越小,两段FBG谐振波长的间距越大。实验结果表明,实现了应变和温度的同步测量,得到应变和温度的传感精度分别为7.2με和1.1℃。     

啁啾光纤光栅色散补偿理论浅析

根据量子力学理论导出光纤色散理论模型,并从光的波动理论出发,给出线性啁啾光纤光栅色散基本方程;然后利用线性啁啾光纤光栅对色散的补偿原理、特性及其局限性作了定性分析.