碳涂覆光纤表面碳膜形成机理研究

通过分析碳涂覆光纤的测试结果，研究碳涂覆光纤碳膜的形成机理，并应用该机理解释涂覆光纤的高可靠性问题和影响光纤初始强度大小的因素。     

碳涂覆光纤的最新进展

本文首先介绍了气密性光纤的发展过程，接着重点分析了碳涂覆光纤的两个重要参数：长期可靠性和抗氢渗透性。引入了新的衡量碳涂覆光纤抗氢渗参量－缺氢渗因子，最后介绍了西安应用光学研究所碳涂覆光纤“八．五”末的进展情况，以及国内外现状比较。     

气密性碳涂覆光纤筛选强度与电阻关系研究

通过实验分析确立了把光纤电阻作为衡量气密性碳涂覆光纤通过２％应变筛选的过渡标准。要拉制２％应变筛选的碳涂覆光纤，其电阻值应小于３０ｋΩ／ｃｍ。     

保偏光纤在线定轴技术研究

研究了熊猫型保偏光纤在带涂覆层时的POL（polarization observation by lens-effect-tracing method）特性,说明用于去涂覆裸光纤的POL定轴技术同样适用于带涂覆情况,而且可达到相同的定轴精度.建立了一个初步的实验系统对熊猫型保偏光纤的在线定轴技术进行了系统的研究,采用曲线拟合和相关技术大大减小了各种定轴误差.在此系统上已可达到优于2°的定轴精度.     

一种简易的光纤光栅涂覆装置

阐述了对裸光纤光栅进行涂覆的原理和必要性。设计了一种简易可行的光纤光栅涂覆装置。该装置简单灵活,成本较低,尤其适合于长度较长的光纤光栅的一次性涂覆,涂层厚度灵活可调。以啁啾光纤光栅为例进行了涂覆实验,涂层光滑均匀,涂覆后的光栅强度得到了增强,抵抗机械应力的能力得到了提高,使用起来更方便。对光栅在涂覆前后分别作了特性参数测试。结果表明,光栅特性基本上不发生变化,性能未劣化,光纤光栅的涂覆简单易行。     

一种特殊截止单模光纤的传输性能研究

为了提高特殊截止单模光纤的弯曲可靠性,采用气相沉积工艺制作了包层直径80μm碳涂覆的特殊截止单模光纤,测试了光纤的截止波长、模场、衰减谱、宏弯、色散等传输性能和应力腐蚀敏感性参数。测试结果表明光纤截止波长小于915nm,能够实现915nm以上波长单模工作,在常用的几个波段具有较低的传输损耗,光纤的零色散波长红移到1 670nm。采用碳涂覆工艺提高光纤的应力腐蚀敏感性参数达到35,结合小包层直径预期可以提高光纤的使用寿命。     

碳纳米片-碳纳米管复合材料的一步合成及其场 发射性质研究

利用等离子体化学气相沉积技术, 在引入Ti过渡层后的Co膜表面一步制备出碳纳米片-碳纳米管复合材料, 研究了Co膜厚度对复合材料形貌及场发射性质的影响. 当Co薄膜厚度为11 nm时, 得到了垂直基片定向生长的碳纳米管和碳纳米片复合物, 此时, 碳纳米片分布在碳纳米管的管壁上和管的顶端, 样品的场发射性能最佳.     

极紫外光学器件辐照污染检测技术

总结并讨论了极紫外光刻技术中,有关极紫外光学器件受辐照污染的"在线"检测方法。简要介绍了极紫外光刻系统的原理、反射镜膜层结构以及表面污染产生的机理;指出光刻系统中"在线"检测的技术要求;分析了目前几种主要表面检测技术的特点;给出了每种方法在极紫外光学系统中的应用潜力;最后,指出光纤椭偏仪在极紫外光学系统的"在线"表面污染检测中具有良好的应用前景。     

极紫外光学器件辐照污染检测技术

总结并讨论了极紫外光刻技术中,有关极紫外光学器件受辐照污染的"在线"检测方法。简要介绍了极紫外光刻系统的原理、反射镜膜层结构以及表面污染产生的机理;指出光刻系统中"在线"检测的技术要求;分析了目前几种主要表面检测技术的特点;给出了每种方法在极紫外光学系统中的应用潜力;最后,指出光纤椭偏仪在极紫外光学系统的"在线"表面污染检测中具有良好的应用前景。     

长周期光纤光栅气敏薄膜传感器结构优化

基于三包层长周期光纤光栅模型,研究了包层表面涂覆一层溶胶凝胶气敏薄膜的长周期光纤光栅化学传感器的灵敏度Sn与薄膜光学参量(折射率n3和厚度h3)和光纤光栅结构参量(光栅周期、折变量和光栅长度)之间的关系。采用最优化数值方法,找到了获得高灵敏度所需的最佳膜层光学参量和光栅结构参量。理论计算表明,该类型传感器对膜层折射率的测量分辨率高达10-8。实验上制作了对乙醇气体敏感的传感器,并证实了传感器结构优化的必要性。     

The Study on the Mechanical Properties of Optical Fiber With Long-Term Time Aging

The fiber properties depending on the coating thickness and long-term time aging were investigated. The coating strip forces of optical fiber were strongly increased with secondary coating thickness. But it did not change with time aging up to 90 days. The tensile strength and stress corrosion parameters of coated fiber were increased with time aging also but the increasing rate was quite different depending on the coating thickness     

Characterization of coated optical fibers by Fourier-domain optical coherence tomography

Fourier-domain optical coherence tomography is used to image the cross sections of coated optical fibers. A standard single-mode fiber with a dual coating and a hard-clad silica fiber with a single thin low-index coating are studied. The individual coating dimensions, coated and uncoated fiber diameters, and the fiber coating's concentricity are retrieved from a single measurement.     

光纤SPR湿敏传感器及其共振光谱特性研究

提出并研制了基于光纤SPR传感探针的新型湿敏传感器。首先研究了光纤SPR传感探针对环境湿度变化的敏感特性,在此基础上提出在光纤SPR传感探针表面增覆不同厚度且具有水分子吸附功能的PVA薄膜来实现环境相对湿度的监测。研究结果表明,增覆双层PVA薄膜的光纤SPR传感探针在高湿区具有较好监测效果,其共振强度对应的相对湿度测量灵敏度达到1.59%/%RH,较光纤SPR探针呈现显著提高。而增覆单层PVA薄膜的光纤SPR传感探针在高湿区共振波长对应的相对湿度监测灵敏度达到2.411nm/%RH。此外所提出的新型光纤SPR湿敏探针在PVA薄膜失效后经过特殊工艺处理仍可重复镀膜使用。     

金属表面碳涂层对激光等离子体辐射的影响

 阐述了激光诱导击穿光谱技术的基本原理,分析了金属材料表面光学性质与激光诱导等离子体辐射强度的关系,建立了空气中进行等离子辐射研究的试验装置,测量了不同厚度碳层下激光等离子体的发射光谱强度。实验结果表明：当一束近红外高能量脉冲激光（能量为5 J）作用于覆盖有约18 μm厚度碳层的标钢样品时,激光等离子体的发射光谱强度提高了16%～22%;证明了金属样品表面覆盖碳层能够提高激光等离子体辐射强度。     

Silver-coated near field optical scanning microscope probes fabricated by silver mirror reaction

In this paper, a silver-coated fiber optic nanoprobe is fabricated using silver mirror reaction. Effects of different coating conditions on thickness, uniformity and optical properties of the coated nanoprobes are investigated. In comparison to thermal vacuum evaporation methods, the approach in this work is simpler, less expensive, more reproducible and particularly suitable for coating a long nanoprobe with a low taper angle. While the silver coating is characterized by high uniformity and good stability, the coated nanoprobe demonstrates great optical properties and capability of [Ca²⁺] detection in a single smooth muscle cell, rendering promising potential applications for optical biosensors in intracellular/intercellular biological substrate detection for single cell analysis. PACS  07.79.Fc; 87.85.Rs; 87.85.Ox     

Linear and nonlinear optical properties of carbon nanotube-coated single-mode optical fiber gratings

Single-wall carbon nanotube deposition on the cladding of optical fibers has been carried out to fabricate an all-fiber nonlinear device. Two different nanotube deposition techniques were studied. The first consisted of repeatedly immersing the optical fiber into a nanotube supension, increasing the thickness of the coating in each step. The second deposition involved wrapping a thin film of nanotubes around the optical fiber. For both cases, interaction of transmitted light through the fiber core with the external coating was assisted by the cladding mode resonances of a tilted fiber Bragg grating. Ultrafast nonlinear effects of the nanotube-coated fiber were measured by means of a pump-probe pulses experiment.     

多腔耦合微波表面波PECVD法沉积 DLC薄膜研究

报道了利用多腔耦合微波表面波等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法制备类金刚石(DLC)薄膜。通过发射光谱(OES)测量,对Ar等离子体中的各种放电参数以及全部四个腔室内放电的均匀性作出评估。采用表面轮廓仪测量了薄膜的厚度;薄膜的表面形貌、组成结构通过原子力显微镜(AFM)、激光拉曼光谱和X射线衍射光谱(XPS)进行了表征。在12.5μm厚度的有机薄膜聚酯(PET)表面沉积一定厚度DLC后,通过测量水蒸气透过率(WVTR)对DLC薄膜的阻隔性能进行了研究。结果表明,这种多腔耦合微波表面波等离子体装置,不仅能够实现四个腔室同时相对均匀的放电,也能够实现单个腔室的轴向均匀放电。制备的DLC薄膜结构致密、成分均匀,可以使PET薄膜阻隔性能提高约20倍。     

镀膜光纤声光相位调制器及压电层反射系数的研究

主要研究镀膜光纤声光相位调制器。介绍了氧化锌镀膜光纤的几何结构，分析了此几何结构压电声光振荡的基本原理，给出了光纤声光相位调制器的等效网络模型，根据此模型得到了声光压电层反射系数，并按实际参数进行了计算机模拟计算。     

金属膜层对光纤表面等离子传感器的影响研究

采用SG-12SA作为镀膜设备, 研究了当金膜厚度相同的情况下, 光纤表面等离子体波传感器在有粘结层和无粘结层时的光谱特性; 当粘结层厚度相同时, 光纤表面等离子体波传感器对应不同金膜厚度的光谱特性。结果表明：对镀有同样金膜厚度的光纤表面等离子体波传感器, 纤芯与金膜之间有粘结层相对于无粘结层, 共振波长出现红移, 且共振深度减小; 对镀有同样粘结层厚度的光纤表面等离子体波传感器, 随着金膜厚度的增加, 共振波长亦逐渐发生红移。这些研究成果为以后研制性能优良的光纤传感器提供了参考, 同时为在直径为微米级的三维圆柱面上镀膜提供一定的指导意义。