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近红外透射和紫外吸光度法检测水质化学需氧量的研究 被引量：19
1
作者 吴国庆 毕卫红 +1 位作者 吕佳明 付广伟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1486-1489,共4页
化学需氧量(COD)是表征水体中有机物污染程度的一个综合性指标。基于光电检测技术发展起来的红外透射法和紫外吸光度法相较于传统湿化学法有着精度高,速度快,非接触,无二次污染等优点。以邻苯二甲酸氢钾配置的标准液为实验对象,分别采... 化学需氧量(COD)是表征水体中有机物污染程度的一个综合性指标。基于光电检测技术发展起来的红外透射法和紫外吸光度法相较于传统湿化学法有着精度高,速度快,非接触,无二次污染等优点。以邻苯二甲酸氢钾配置的标准液为实验对象,分别采用近红外透射法和紫外吸光法采集标准液的近红外光谱和紫光吸光度光谱,对光谱进行不同的预处理后运用偏最小二乘法建立红外透射光谱和紫外吸光光谱下的COD定量分析模型。对实验结果进行数据分析后结果显示两种方法均可用于测量COD,紫外吸光法比红外透射法有更高的相关度,但是预测精度却不如后者。 展开更多
关键词 COD 近红外光谱 紫外吸收光谱 定量分析模型
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近红外光谱技术在水果品质无损检测中应用的研究与现状 被引量：14
2
作者 付兴虎 付广伟 毕卫红 《红外》 CAS 2006年第2期33-37,48,共6页
简单概述了我国水果产业的发展现状,着重阐述了国内外利用近红外光谱技术进行水果品质无损检测的最新研究进展,分析了当今研究中存在的问题,并对利用近红外光谱技术进行水果检测的前景进行了展望,提出了一些建议。
关键词 近红外光谱 水果 内部品质 无损检测 研究进展
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温度不敏感的错位熔接-粗锥型光子晶体光纤曲率传感器 被引量：15
3
作者 付广伟 李颀峰 +3 位作者 李昀璞 杨传庆 付兴虎 毕卫红 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期75-83,共9页
提出了一种可以用于曲率矢量测量的温度不敏感的错位熔接-粗锥型光子晶体光纤（PCF）曲率传感器,它由两段普通单模光纤（SMF）之间熔接一段PCF组成,呈SMF-PCF-SMF结构。其中PCF的一端与SMF错位熔接导致传感器圆柱轴不对称,使得传输光谱... 提出了一种可以用于曲率矢量测量的温度不敏感的错位熔接-粗锥型光子晶体光纤（PCF）曲率传感器,它由两段普通单模光纤（SMF）之间熔接一段PCF组成,呈SMF-PCF-SMF结构。其中PCF的一端与SMF错位熔接导致传感器圆柱轴不对称,使得传输光谱在两个对称弯曲方向上出现明显的红移和蓝移现象;另一端与SMF通过过度熔接形成粗锥,最终形成马赫-曾德尔干涉仪。实验研究了传感器的曲率和温度特性,结果表明,在0.12-1.06m^-1的曲率范围内,凹向弯曲时的光谱发生红移,其灵敏度为11.22nm/m^-1,凸向弯曲时的光谱发生蓝移,其灵敏度为-13.62nm/m^-1,且凹向弯曲时和凸向弯曲时均具有较好的线性度;在20-80℃的温度范围内,此传感器的温度灵敏度仅为1.63pm/℃,具有对温度不敏感的特性。该传感器与传统光纤传感器相比,能够避免温度与曲率同时测量时的交叉敏感问题,具有易于制备、结构简单、灵敏度高等优势,可用于工业生产、建筑监测、航天航空等领域。 展开更多
关键词 光纤光学 曲率 光子晶体光纤 错位熔接 粗锥
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基于径向基函数神经网络的传感布里渊散射谱特征提取 被引量：12
4
作者 刘银 付广伟 +1 位作者 张燕君 毕卫红 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期62-68,共7页
基于布里渊效应的分布式光纤传感器以其可在沿光纤中同时获得被测量场时间和空间上的连续分布信息,成为当前国际的研究热点。根据光纤中布里渊散射谱的传输特点和高精度特征提取的要求,提出了利用莱文伯-马夸特(L-M)算法调节权值的径向... 基于布里渊效应的分布式光纤传感器以其可在沿光纤中同时获得被测量场时间和空间上的连续分布信息,成为当前国际的研究热点。根据光纤中布里渊散射谱的传输特点和高精度特征提取的要求,提出了利用莱文伯-马夸特(L-M)算法调节权值的径向基函数神经网络(RBFN)对布里渊散射谱进行特征提取。通过与反向传播(BP)神经网络、五次多项式曲线拟合法和三次样条插值法进行预测比较,在中心频率为11.213GHz,权重比为4∶1的仿真散射谱模型中,本方法相对误差最小,仅0.0015179%,温度相对误差仅为0.152℃,且拟合度较好。在不同脉宽和不同温度下的同一检测系统中,前者的综合评价指标优于其他三种拟合方法。数值分析和实验研究均表明径向基函数神经网络适用于对布里渊散射谱进行拟合,有效提高了预测精度。 展开更多
关键词 光纤光学 布里渊散射谱 径向基函数神经网络 拟合 分布式光纤传感器
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一种基于多线激光雷达的无人艇避障系统设计 被引量：11
5
作者 毕卫红 孙迎坤 +2 位作者 谈木 付广伟 张保军 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期80-88,共9页
为了实现无人艇在复杂的海洋环境下能够顺利地躲避障碍物,并按照相应的设计路线进行自主航行的目的,完成了一种基于多线激光雷达的海上无人艇软硬件设计。利用多线激光雷达获得周围环境中的连续数据和无人艇实时的位姿信息,建立无人艇... 为了实现无人艇在复杂的海洋环境下能够顺利地躲避障碍物,并按照相应的设计路线进行自主航行的目的,完成了一种基于多线激光雷达的海上无人艇软硬件设计。利用多线激光雷达获得周围环境中的连续数据和无人艇实时的位姿信息,建立无人艇所在位置的坐标系,对无人艇周围环境中的障碍物点云数据进行过滤、聚类和分割处理。在角度与距离上同时对障碍物进行分类,判断每个角度中障碍物的占比是否小于预设阈值,使用改进的A*算法对无人艇路径进行规划,使无人艇按照规定的路线航行。 展开更多
关键词 无人艇 多线激光雷达 路径规划
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一种新颖的镀膜玻璃可见光透射比测量方法 被引量：7
6
作者 毕卫红 张保军 +1 位作者 张宇 付广伟 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期53-57,共5页
镀膜玻璃可见光透射比是其光学特性的重要指标之一。本文提出一种玻璃透射比光电积分测量法。与传统光电积分法相比,该方法一次性解决了实验光源与CIE标准照明体、光探测器的光谱灵敏度与CIE光谱光视函数不匹配的问题。给出了该方法中... 镀膜玻璃可见光透射比是其光学特性的重要指标之一。本文提出一种玻璃透射比光电积分测量法。与传统光电积分法相比,该方法一次性解决了实验光源与CIE标准照明体、光探测器的光谱灵敏度与CIE光谱光视函数不匹配的问题。给出了该方法中设计校正滤色器光谱透射比的基本算式,并用相对误差最小对校正滤色器进行优化设计,得到了较为满意的结果。实验表明,该方法测量误差为±1%,小于国标标准要求的±2%。利用该方法所设计的测量装置结构简单,测量速度快,开发成本低,有可能应用于在线快速的质量检测。 展开更多
关键词 镀膜玻璃 光电积分法 透射比 滤色器
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基于表面石墨烯修饰的锥形多模光纤温度传感器 被引量：7
7
作者 付广伟 刘畅 +5 位作者 王梦梅 王碧霖 王颖 付兴虎 金娃 毕卫红 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期27-35,共9页
提出了一种基于表面石墨烯修饰的锥形多模光纤温度传感器。它由两段普通单模光纤(SMF)之间熔接一段锥形多模光纤(TMMF)构成,并通过液相转移法转移石墨烯薄膜至锥形多模光纤表面。石墨烯与锥形光纤光场相互作用,当外界温度发生改变,表面... 提出了一种基于表面石墨烯修饰的锥形多模光纤温度传感器。它由两段普通单模光纤(SMF)之间熔接一段锥形多模光纤(TMMF)构成,并通过液相转移法转移石墨烯薄膜至锥形多模光纤表面。石墨烯与锥形光纤光场相互作用,当外界温度发生改变,表面石墨烯修饰的锥形多模光纤所形成的复合波导的有效折射率随之变化,最终导致其光传输损耗发生变化,实现温度传感。实验结果表明:石墨烯可以有效提升锥形多模光纤的温度传感能力。在20~90℃温度范围内,束腰直径为9.95μm的表面石墨烯修饰的锥形多模光纤(SG-TMMF)最高能达到0.1589 dB/℃的损耗灵敏度,线性度为0.984,同时,传感器还具有较好的可逆性。该传感器制作简单,灵敏度高,在科学研究和工农业生产的温度测量场合具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤光学 锥形光纤 石墨烯 温度
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大孔柚子型微结构光纤探针的表面增强拉曼散射性能研究
8
作者 李佳轩 付子珍 +5 位作者 曹茜清 胡志国 付兴虎 付广伟 金娃 毕卫红 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期527-533,共7页
随着光纤制备工艺以及纳米材料制备技术的发展,光纤探针已成为一种新型的表面增强拉曼散射(SERS)基底,通过在普通单模光纤或多模光纤上制备不同的结构并修饰相应的纳米材料,可以得到多种类型的光纤表面增强拉曼散射探针,并实现较好的检... 随着光纤制备工艺以及纳米材料制备技术的发展,光纤探针已成为一种新型的表面增强拉曼散射(SERS)基底,通过在普通单模光纤或多模光纤上制备不同的结构并修饰相应的纳米材料,可以得到多种类型的光纤表面增强拉曼散射探针,并实现较好的检测效果。但受限于光纤本身的结构,普通光纤仅能利用端面或侧表面提供拉曼检测的“热点”区域,限制了其SERS性能的进一步提高。因此制备了大孔柚子型微结构光纤(MSF)表面增强拉曼散射(SERS)探针,其中大孔柚子型MSF SERS探针结构通过一段阶跃多模光纤与柚子型微结构光纤熔接制得。实验分别对自制的纳米银溶胶基底以及大孔柚子型MSF SERS探针的SERS性能进行检测。采用溶胶自组装法制备负载银纳米颗粒的MSF SERS探针,通过控制自组装时间制备不同光纤SERS探针(Ag/MSF-x,其中x为自组装时间,分别为15、30、45、60 min)。采用溶液检测方法,利用Ag/MSF-x探针对10^(-3) mol·L^(-1)的亚甲基蓝(MB)探针分子进行检测,通过比较相同条件下的增强效果筛选得到Ag/MSF-45探针。为进一步检测Ag/MSF-45探针的SERS性能,制备不同浓度的MB溶液,分别利用纳米银溶胶基底和Ag/MSF-45探针对其进行检测。实验结果表明,纳米银溶胶基底对MB的检测限(LOD)为10^(-6) mol·L^(-1),Ag/MSF-45探针对MB的检测限(LOD)为10^(-7) mol·L^(-1);拉曼信号的再现性结果表明纳米银溶胶基底以及Ag/MSF-45探针在各个特征峰处的RSD值均在合理范围内;在1619 cm^(-1)拉曼位移处对纳米银溶胶基底以及Ag/MSF-45探针检测MB的拉曼强度和浓度进行对数转换拟合,纳米银溶胶基底的拟合优度R2达0.91628,Ag/MSF-45探针的拟合优度R2达0.98848;纳米银溶胶基底和Ag/MSF-45探针的再现性结果表明,其在各个特征峰处的RSD值均处于合理范围,但Ag/MSF-45探针的各特征峰RSD值均小于纳米银溶胶基底,最大为13.89%;利用10^(-6) mol·L 展开更多
关键词 表面增强拉曼散射 柚子型微结构光纤 光纤探针 纳米银溶胶 亚甲基蓝
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基于近红外便携式苹果水心病自动无损检测仪的研制 被引量：7
9
作者 田秀丽 付广伟 《计算机与信息技术》 2005年第8期1-3,共3页
根据苹果水心病的特点,研制出以近红外LED为光源的苹果水心病快速分析的仪器,为苹果水心病的现场检测提供了一个经济、快捷的便携式设备。该测量仪由近红外LED光源、窄带干涉滤光片、菲涅耳透镜、硅光电池检测器、单片机系统等组成。与... 根据苹果水心病的特点,研制出以近红外LED为光源的苹果水心病快速分析的仪器,为苹果水心病的现场检测提供了一个经济、快捷的便携式设备。该测量仪由近红外LED光源、窄带干涉滤光片、菲涅耳透镜、硅光电池检测器、单片机系统等组成。与其他近红外仪器相比,该测量仪具有体积小、结构简单、低功耗、抗震动等特点.结果表明:密度无法分离该样品水心病;而1～4级水心病的透光强度之间存在显著差异,可以进行水心病判断。把近红外810 nm的计算透光强度25 000 作为界限值可以将好果(1级)与3、4级果完全分离. 展开更多
关键词 近红外 无损检测 水心病 便携式 苹果 LED
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基于石墨烯涂覆空心光纤电光调制特性的研究 被引量：7
10
作者 毕卫红 王圆圆 +2 位作者 付广伟 王晓愚 李彩丽 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期282-289,共8页
设计了一种新型的石墨烯-空心光纤可调谐结构,将石墨烯涂覆在空心光纤的空气孔内表面上,利用有限元法研究了该结构的电光调制特性.研究表明,改变石墨烯的化学势既可以调控光纤的相位和开关特性,还可以调谐光纤损耗峰与次峰的位置、强度... 设计了一种新型的石墨烯-空心光纤可调谐结构,将石墨烯涂覆在空心光纤的空气孔内表面上,利用有限元法研究了该结构的电光调制特性.研究表明,改变石墨烯的化学势既可以调控光纤的相位和开关特性,还可以调谐光纤损耗峰与次峰的位置、强度和宽度.然而,改变空气孔半径和石墨烯层数不会改变开关点和损耗峰与次峰的位置,只会改变损耗差和损耗峰的强度和宽度,而且由N层石墨烯引起的损耗差是单层的N倍.这是因为石墨烯的介电常数决定了光纤的有效折射率和损耗,改变石墨烯的化学势可以改变石墨烯的介电常数,而改变空气孔半径和石墨烯层数不会改变石墨烯的介电常数,却改变了石墨烯和光的作用强度.经过参数优化之后,我们提出一种基于五层石墨烯涂覆空心光纤的电吸收型调制器,工作在1180—1760 nm波段,具有小尺寸(5 mm×125μm)、宽光带宽(580 nm)、高消光比(16 dB)、高调制带宽(64 MHz)和低插入损耗(1.23 dB)特性.研究结果对基于石墨烯的可调谐光纤光子器件的设计和应用提供了理论参考. 展开更多
关键词 石墨烯 空心光纤 化学势 有限元法
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基于少模光纤长周期光栅叠栅的折射率传感特性 被引量：6
11
作者 刘强 毕卫红 +3 位作者 付兴虎 薛艳茹 付广伟 金娃 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期93-99,共7页
为了克服折射率测量过程中温度交叉敏感的影响,提出并制备了一种少模光纤长周期光栅传感器.该传感器利用CO_2激光器在少模光纤上先写入周期为654μm、长度为30mm的长周期光栅,然后用旋转平台将光纤旋转180°,再写入相同长度周期为81... 为了克服折射率测量过程中温度交叉敏感的影响,提出并制备了一种少模光纤长周期光栅传感器.该传感器利用CO_2激光器在少模光纤上先写入周期为654μm、长度为30mm的长周期光栅,然后用旋转平台将光纤旋转180°,再写入相同长度周期为819μm的长周期光栅制作而成,其传输光谱在1 487.2nm和1 533.0nm处出现两个由不同模式耦合形成的谐振峰,通过监测两个谐振峰差值的变化减少温度串扰,实现折射率的测量.实验结果表明:两个谐振峰差值在折射率1.333 3~1.376 6范围内的灵敏度为143nm/RIU,在温度20~70℃范围内的灵敏度为-0.002 5nm/℃,温度灵敏度远低于折射率灵敏度,具有对温度不敏感的特性.与传统光纤传感器相比,该传感器具有温度干扰小,折射率灵敏度高等优势,并且尺寸较小、结构紧凑,可在工业、水利、医学等领域广泛应用. 展开更多
关键词 少模光纤 长周期光纤光栅 折射率传感 温度 交叉敏感
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基于粗锥结构级联LPFG的双包层光纤多参量传感器 被引量：6
12
作者 付兴虎 黄书铭 +4 位作者 李东姝 王宇凡 付广伟 金娃 毕卫红 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期75-85,共11页
提出了一种基于模间干涉的测量温度、折射率和轴向应变的光纤传感器.在单模光纤与双包层光纤熔接点处形成粗锥,再与两个周期不同的长周期光纤光栅级联,由于模场失配,激发高阶模,形成三个谐振峰,且对不同参量有不同的灵敏度响应,通过解... 提出了一种基于模间干涉的测量温度、折射率和轴向应变的光纤传感器.在单模光纤与双包层光纤熔接点处形成粗锥,再与两个周期不同的长周期光纤光栅级联,由于模场失配,激发高阶模,形成三个谐振峰,且对不同参量有不同的灵敏度响应,通过解调三个谐振峰的波长漂移,利用系数灵敏度矩阵,可以测量温度、折射率和轴向应变.实验结果表明,温度在25℃~75℃范围内,灵敏度分别为60.07 pm/℃,6.47 pm/℃和103.83 pm/℃;折射率在1.3355~1.3595范围内,灵敏度分别为−56.64 nm/RIU,34.02 nm/RIU和−214.84 nm/RIU;轴向应变在200με~1400με范围内,灵敏度分别为−2.14 pm/με,−3.61 pm/με和−2.59 pm/με,且分辨率分别为1.29℃、0.00042 RIU和21.42με.该传感器具有灵敏度高、线性度良好等优点,可广泛应用于多参量测量领域。 展开更多
关键词 光纤传感器 包层模谐振 双包层光纤 长周期光纤光栅 多参量测量
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覆石墨烯微纳光纤双折射与电光调控特性 被引量：6
13
作者 毕卫红 李彩丽 +4 位作者 王晓愚 付广伟 付兴虎 杨凯丽 马敬云 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期408-414,共7页
石墨烯具有特殊的二维柔性结构,可调控费米能级特性和优异的光学、电学性能。利用有限元法,对覆石墨烯微纳光纤光场调控进行理论分析,通过改变石墨烯与缓冲层结构覆微纳光纤的角度,破坏光纤的对称性结构,使光纤具有双折射特性,双折射度... 石墨烯具有特殊的二维柔性结构,可调控费米能级特性和优异的光学、电学性能。利用有限元法,对覆石墨烯微纳光纤光场调控进行理论分析,通过改变石墨烯与缓冲层结构覆微纳光纤的角度,破坏光纤的对称性结构,使光纤具有双折射特性,双折射度大小与石墨烯覆盖角度有关;通过外加电压的方法改变石墨烯的化学势,可对光纤进行开关调控,由此设计出一种包覆石墨烯的微纳光纤电吸收型调制器并进行性能分析。通过数值分析可发现当覆盖光纤角度为270°时,1550nm处双折射度可达1.23×10-3;电吸收调制器工作在1550nm时,器件长度为18μm,消光比为7dB,3dB带宽可达到927 MHz,插入损耗为0.58dB。 展开更多
关键词 物理光学 双折射 微纳光纤 电光调控 有限元法 石墨烯 化学势
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大气湍流对空间相干光通信的相干探测性能影响
14
作者 刘宇韬 徐苗 +1 位作者 付兴虎 付广伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期203-211,共9页
空间相干光通信被认为是突破现有高速空间通信瓶颈的重要手段,但其应用受到大气湍流的极大限制.为此,本文首先基于Huygens-Fresnel原理和低频补偿功率谱反演法,研究了高斯光束经大气湍流传输后振幅和相位的随机分布特性;然后,利用相干... 空间相干光通信被认为是突破现有高速空间通信瓶颈的重要手段,但其应用受到大气湍流的极大限制.为此,本文首先基于Huygens-Fresnel原理和低频补偿功率谱反演法,研究了高斯光束经大气湍流传输后振幅和相位的随机分布特性;然后,利用相干混频效率及通信误码率模型,获得大气湍流对空间相干光通信系统性能的影响规律;最后,搭建激光外差探测实验系统,定量研究了大气湍流对空间相干光通信相干探测性能的影响.结果表明:弱湍流条件下,空间相干光通信性能几乎不受大气湍流的影响;中等强度湍流影响下,相干混频效率会随着湍流强度的增大而迅速下降,但通过提高单比特光子数可以有效抑制湍流对通信性能的负面影响;强湍流会显著破坏光束相干性,使得相干混频效率趋近于零,即使提高单比特光子数也无法有效改善通信性能.大气湍流是空间相干光通信发展的重要限制因素,该研究可为空间相干光通信系统性能评估提供有益参考. 展开更多
关键词 空间相干光通信 大气湍流 混频效率 误码率
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基于包层模谐振的三包层石英特种光纤温度传感特性 被引量：6
15
作者 付兴虎 谢海洋 +3 位作者 杨传庆 张顺杨 付广伟 毕卫红 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期167-175,共9页
提出了一种基于包层模谐振的光纤温度传感器.它是通过将三包层石英特种光纤(TCQSF)两端分别与普通单模光纤(SMF)电弧熔接构成的SMF-TCQSF-SMF结构.根据耦合模理论,首先将TCQSF等效为三个同轴波导,按各波导模场的分布特点标量计算其传输... 提出了一种基于包层模谐振的光纤温度传感器.它是通过将三包层石英特种光纤(TCQSF)两端分别与普通单模光纤(SMF)电弧熔接构成的SMF-TCQSF-SMF结构.根据耦合模理论,首先将TCQSF等效为三个同轴波导,按各波导模场的分布特点标量计算其传输模式的色散曲线,并深入研究其耦合长度与传输谱线之间的关系;其次根据光纤的热光效应及热膨胀效应,分析计算该传感器的温度灵敏度;最后选取耦合长度为一个拍长时的传感器进行温度传感实验.实验结果表明,在35—95℃的温度变化范围内,其温度灵敏度为73.74 pm/℃,与理论计算结果一致.因此,该传感器具有结构简单、制备容易、灵敏度高、包层模激发可控等优点,可用于工业生产、生物医学等温度传感领域. 展开更多
关键词 包层模谐振 温度传感器 三包层石英特种光纤 耦合模理论
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折射率不敏感的级联型单模-少模-单模光纤温度传感器 被引量：6
16
作者 付兴虎 张顺杨 +5 位作者 刘强 谢海洋 韩学文 杨传庆 付广伟 毕卫红 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3726-3731,共6页
提出了一种折射率不敏感的级联型单模-少模-单模光纤温度传感器。在制作传感器的过程中,设置熔接电流为100mA,通过将少模光纤与单模光纤进行无错位熔接,以激发稳定的传输模式,形成光纤马赫-曾德尔干涉仪。由于外界环境的改变会引起少模... 提出了一种折射率不敏感的级联型单模-少模-单模光纤温度传感器。在制作传感器的过程中,设置熔接电流为100mA,通过将少模光纤与单模光纤进行无错位熔接,以激发稳定的传输模式,形成光纤马赫-曾德尔干涉仪。由于外界环境的改变会引起少模光纤中不同模式之间相位差的改变,从而导致干涉条纹的漂移,因此通过检测干涉条纹的漂移量就可以实现待测参数的检测。少模光纤可以传输LP01,LP11,LP21,LP02共四种模式的光。实验中对长度为81.5mm的传感器光谱进行分析可知,发生干涉的两个模式主要是LP01模和LP11模。利用该长度的级联型单模-少模-单模光纤传感器进行折射率和温度传感实验,结果表明,随着传感器温度不断的增加,其传输光谱出现了明显的蓝移现象,在27.6~93.8℃的温度变化范围内,灵敏度高达-85.9pm·℃^(-1),且具有较好的线性度;在甘油折射率为1.347 1~1.443 9变化范围内,其传输光谱没有出现明显的漂移现象,灵敏度仅为3.697 34nm·RIU-1,具有折射率不敏感特性。因此,相对于传统的包层模干涉型与多模干涉型光纤传感器,所提出的基于FMF的传感器更易于实现对传输模式的控制与分析,且具有结构简单、易于制备、灵敏度高等优点,能够避免温度与折射率同测的交叉敏感问题,可用于电力系统、生物医学、航空航天等领域的温度检测。 展开更多
关键词 少模光纤 温度 折射率 级联
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基于重叠光栅的双波长掺铒光子晶体光纤激光器（英文） 被引量：6
17
作者 王枫 毕卫红 +4 位作者 付兴虎 付广伟 江鹏 武洋 王莹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期56-60,共5页
提出了一种基于光纤重叠光栅的双波长光子晶体光纤激光器。激光器采用线形腔结构,掺铒光子晶体光纤为激光器的增益介质,反射率均高于99%的光纤重叠光栅用作激光器的波长选择器件。基于增益均衡技术,抑制谐振腔内的模式竞争,在室温下获... 提出了一种基于光纤重叠光栅的双波长光子晶体光纤激光器。激光器采用线形腔结构,掺铒光子晶体光纤为激光器的增益介质,反射率均高于99%的光纤重叠光栅用作激光器的波长选择器件。基于增益均衡技术,抑制谐振腔内的模式竞争,在室温下获得了稳定的双波长激光同时输出。实验结果表明:其3 dB线宽小于0.02 nm,30 dB线宽小于0.25 nm,SMSR为54.34 dB,双波长激光的中心波长间隔为0.932 nm。该双波长激光器输出的双波长激光具有较好的稳定性。 展开更多
关键词 光纤激光器 双波长 掺铒光子晶体光纤 重叠光栅
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紫外-可见吸收光谱结合化学计量学算法的水体总有机碳浓度快速检测
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作者 李煜 毕卫红 +4 位作者 孙建成 贾亚杰 付广伟 王思远 王兵 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期722-730,共9页
总有机碳(TOC)指悬浮或溶解于水中有机物的含碳总量,是以单位体积水体中含碳的质量来表示水中有机物的浓度,通过总有机碳可以更全面反映水中有机污染物的总量。总有机碳的监测能够推动我国实现“碳达峰”和“碳中和”的目标,也对我国海... 总有机碳(TOC)指悬浮或溶解于水中有机物的含碳总量,是以单位体积水体中含碳的质量来表示水中有机物的浓度,通过总有机碳可以更全面反映水中有机污染物的总量。总有机碳的监测能够推动我国实现“碳达峰”和“碳中和”的目标,也对我国海洋地球碳循环的研究具有重要的意义。目前,国标法测量水质TOC主要采用高温催化氧化法和湿法氧化法,这两种方法虽测量准确、可解释性强,但都具有测试方法复杂、测量时间长、易产生二次污染、人力物力消耗巨大等缺点,且仅能在实验室内完成,无法进行TOC的原位在线测量。因此发展水质TOC快速、实时、在线监测技术具有重要意义。为此,建立了TOC标准溶液浓度基于紫外吸收光谱的单波长检测模型,针对物质种类更为复杂的真实水样分别使用ACO-PLS和SPA算法筛选特征波长,对比S-G平滑处理、最小最大归一化、标准正态变换(SNV)、消除常数偏移量、导数校正等多种光谱预处理方法的效果,经过粒子群算法优化的最小二乘支持向量机算法(PSO-LSSVM)建立快速检测模型。结果表明,选取不同数量特征波长,经SNV算法预处理后的建模效果普遍优于其他预处理方法;选用不同预处理算法,最佳特征波长数量普遍为50个,过多或过少的波长数量会使建模精度降低;最佳建模参数为选用SNV预处理方法,经ACO-PLS算法筛选50个特征波长组合并利用PSO-LSSVM算法建模,最优模型结果训练集Rc达到0.984 3, RMSEC为0.457 4,验证集Rp为0.974 5, RMSEP为0.481 1。将最优光谱检测模型应用于新采集水样,预测结果较为准确,具有一定鲁棒性。表明ACO-PLS算法可以有效选取特征波长,结合PSO-LSSVM算法可以实现利用紫外-可见吸收光谱对水体中TOC的测量,为水体TOC含量快速检测提供一种快速、无污染的测量方案,给相应传感器的研发提供了科学支持。 展开更多
关键词 总有机碳 紫外-可见吸收光谱 蚁群-偏最小二乘算法 粒子群-最小二乘支持向量机
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“数字电子技术”合班课互动教学探索 被引量：6
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作者 李江昊 刘燕燕 付广伟 《电气电子教学学报》 2014年第5期18-20,共3页
笔者从香港理工大学的互动教学理念中获得启发,以活化教室为目的,本着采用实践、探索、改变的方法,对"数字电子技术"合班课进行了互动教学的探索。本文在对合班情况进行分析的基础上,有针对性地设计了互动教学内容和互动方式... 笔者从香港理工大学的互动教学理念中获得启发,以活化教室为目的,本着采用实践、探索、改变的方法,对"数字电子技术"合班课进行了互动教学的探索。本文在对合班情况进行分析的基础上,有针对性地设计了互动教学内容和互动方式,在活化教室的同时让学生更好地领会所需知识,对互动中所反映的学生状况进行了正反两方面分析,最后提出了项目式教学的设想。 展开更多
关键词 数字电子技术 合班课 互动教学
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基于表面温敏薄膜的锥形双包层光纤温度传感器 被引量：5
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作者 付兴虎 张江鹏 +5 位作者 方一程 王兴国 陈诚 王思文 付广伟 毕卫红 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期272-280,共9页
提出了一种基于温敏薄膜的锥形双包层光纤(TDCF)温度传感器,其由两段普通单模光纤(SMF)之间熔接一段TDCF组成,呈SMF-TDCF-SMF结构。由于输入端SMF纤芯模的模场与TDCF纤芯模的模场极度不匹配,因此由SMF传输过来的光除一部分耦合进TDCF的... 提出了一种基于温敏薄膜的锥形双包层光纤(TDCF)温度传感器,其由两段普通单模光纤(SMF)之间熔接一段TDCF组成,呈SMF-TDCF-SMF结构。由于输入端SMF纤芯模的模场与TDCF纤芯模的模场极度不匹配,因此由SMF传输过来的光除一部分耦合进TDCF的纤芯中外,其余部分耦合进TDCF的包层中以包层模的形式向前传输。当这两束光到达输出端SMF时发生干涉,形成马赫-曾德尔干涉仪。在锥区涂覆一层温度敏感薄膜,使得TDCF纤芯模和包层模之间的光程差会随着外界温度的变化而改变,从而引起传感器干涉谱的变化,因此可以通过检测传感光谱的变化实现对温度的测量。实验研究了传感器的温度特性,结果表明:随着拉锥长度的增加,干涉光谱的自由光谱范围逐渐减小。当拉锥长度为16mm,温度在32~65.3℃范围内时,随着温度的增加,传感器的传输光谱出现蓝移现象,温度灵敏度最高可达-1296.78pm/℃,且具有很好的线性度。该传感器制作简单、灵敏度高,在科学研究和工农业生产的温度测量场合具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 传感器 温敏薄膜 双包层光纤 温度
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