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光纤超声传感器及应用研究进展 被引量：22
1
作者 乔学光 邵志华 +1 位作者 包维佳 荣强周 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期111-130,共20页
光纤超声传感器通过检测光纤内传输光的强度、波长、相位、偏振态等参数感知超声波的相关信息.相比于传统的电类超声换能器,光纤超声传感器能够实现宽频带超声波信号的高灵敏探测,且其良好的抗干扰能力和复用性,可有效地提高超声波探测... 光纤超声传感器通过检测光纤内传输光的强度、波长、相位、偏振态等参数感知超声波的相关信息.相比于传统的电类超声换能器,光纤超声传感器能够实现宽频带超声波信号的高灵敏探测,且其良好的抗干扰能力和复用性,可有效地提高超声波探测的可靠性和效率,在水下国防安全、生物成像、无损探伤、地震物理模型成像等领域具有巨大的应用潜力.目前,按照传感结构,光纤超声传感器可分为光纤强度调制型、光纤干涉型和光纤光栅型,并在不同方面发挥着各自的优势,均受到关注.本文主要综述了这几种传感器的传感机理、实现方法、发展现状,总结了光纤超声传感器的几个应用领域及面临的科学技术挑战,重点讨论了光纤超声传感器作为一种新技术应用于地震物理模型成像. 展开更多
关键词 光纤超声传感器 光纤强度调制型 光纤干涉型 光纤光栅型
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高温光纤光栅的研究进展 被引量：22
2
作者 杨樟成 徐汉锋 董新永 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2012年第5期21-28,共8页
为了满足航空航天、导弹制导、冶炼等一些高温领域的传感测量需求,国内外学者对高温光纤光栅进行了大量的研究工作。对已报道的主要的高温光纤光栅进行了综述,按照光栅结构、特点和所用光纤的不同,将其分为Ⅱ型光纤光栅、ⅡA型光纤光栅... 为了满足航空航天、导弹制导、冶炼等一些高温领域的传感测量需求,国内外学者对高温光纤光栅进行了大量的研究工作。对已报道的主要的高温光纤光栅进行了综述,按照光栅结构、特点和所用光纤的不同,将其分为Ⅱ型光纤光栅、ⅡA型光纤光栅、化学组分光纤光栅、掺杂特殊离子的光纤光栅、结构变化型长周期光纤光栅等,逐类进行了说明并对它们的制作方法、高温特性、优缺点等进行了介绍和简评,并对其发展前景和应用进行了展望。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤传感器 光纤光栅 高温测量
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等离子体共振光纤光栅生物传感器综述 被引量：23
3
作者 郭团 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期75-95,共21页
等离子体共振传感技术是当今实用化最强、最有可能实现单分子检测的生物医学检测技术之一。高灵敏度的等离子体共振传感技术与细如发丝的光纤载体相结合,为现代生物传感研究提供了一种可实现在体原位检测的全新方法。系统介绍了基于光... 等离子体共振传感技术是当今实用化最强、最有可能实现单分子检测的生物医学检测技术之一。高灵敏度的等离子体共振传感技术与细如发丝的光纤载体相结合,为现代生物传感研究提供了一种可实现在体原位检测的全新方法。系统介绍了基于光纤光栅的等离子体共振生物医学传感机理与关键技术,通过能量汇聚的表面共振场实现了10^(-6)~10^(-8) RIU的超高精度折射率测量,为生物医学提供了超低检出限(pM^fM量级)、特异性及原位实时检测新方法。此外,此类传感器还可提供绝对式/相对式多参量同时检测手段,能有效消除环境干扰影响,确保传感器的稳定性和可靠性。最后,回顾了近些年等离子体共振光纤光栅生物医学传感领域取得的研究进展(包括蛋白、血糖、微生物、气体等样本原位检测),并进行总结和展望。 展开更多
关键词 传感器 光纤光栅 表面等离子激元 生物医学传感
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采用压电陶瓷的电调谐光纤光栅器件 被引量：9
4
作者 黄永清 刘凯 +1 位作者 郭威 任晓敏 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期11-15,共5页
对光纤光栅的调谐特性进行了理论分析和实验研究，并利用压电陶瓷作为调谐物质实现了调谐范围达１．３４４ｎｍ的电调谐光纤光栅器件．与其它类型的可调谐光纤光栅相比，该器件具有结构简单、易于实现，且机械稳定性强的优点．此外，还... 对光纤光栅的调谐特性进行了理论分析和实验研究，并利用压电陶瓷作为调谐物质实现了调谐范围达１．３４４ｎｍ的电调谐光纤光栅器件．与其它类型的可调谐光纤光栅相比，该器件具有结构简单、易于实现，且机械稳定性强的优点．此外，还对光纤光栅弯曲所导致的其Ｂｒａｇｇ波长的迁移特性进行了实验研究，获得了１．６８ｎｍ的波长调谐范围． 展开更多
关键词 波分复用 光纤光栅 调谐 压电陶瓷 光纤通信
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基于超长周期光纤光栅的高灵敏度扭曲传感器 被引量：16
5
作者 朱涛 饶云江 莫秋菊 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期249-253,共5页
利用高频CO2激光脉冲写入的周期达数毫米的超长周期光纤光栅(ULPFG),实验研究了这种新型ULPFG的扭曲特性,发现它的某些高阶谐振波长漂移与扭曲率之间具有良好的线性关系和方向相关性,其灵敏度可达0·2244nm/(rad/m),是高频CO2激光... 利用高频CO2激光脉冲写入的周期达数毫米的超长周期光纤光栅(ULPFG),实验研究了这种新型ULPFG的扭曲特性,发现它的某些高阶谐振波长漂移与扭曲率之间具有良好的线性关系和方向相关性,其灵敏度可达0·2244nm/(rad/m),是高频CO2激光脉冲写入法写入的普通LPFG扭曲灵敏度的4倍.初步的理论分析表明,新型ULPFG横截面折变的非对称性以及导模与高阶包层模之间发生的耦合使得扭曲具有方向相关性和很高的灵敏度.基于这种ULPFG独特的扭曲特性,设计了一种可判别方向的强度型高灵敏度扭曲传感器,测量灵敏度达0·4394dB/(rad/m),可满足实际应用中对扭曲低成本实时测量的要求. 展开更多
关键词 光纤传感 光纤光栅 CO2激光 扭曲测量 双折射
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光纤光栅传输矩阵研究 被引量：13
6
作者 张自嘉 王昌明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1073-1077,共5页
利用模耦合理论给出并分析了一般坐标系下相移布喇格光纤光栅中的传输矩阵及其特性,所给出的传输矩阵具有分段不变性,而且不能被分解为一个矩阵和一个相移矩阵的乘积.利用该传输矩阵可以研究均匀、相移、啁啾、超结构等光纤光栅及光栅... 利用模耦合理论给出并分析了一般坐标系下相移布喇格光纤光栅中的传输矩阵及其特性,所给出的传输矩阵具有分段不变性,而且不能被分解为一个矩阵和一个相移矩阵的乘积.利用该传输矩阵可以研究均匀、相移、啁啾、超结构等光纤光栅及光栅的级联等.计算了相移光栅的反射谱和相移量的关系,以及两个光栅级联时的反射谱.结果表明,同样相移量时的反射谱和已有文献不同,两个光栅级联时,也不同于已有文献,各自的谐振波长与光栅的级联没有关系. 展开更多
关键词 光纤光栅 传输矩阵 相移光纤光栅 光纤光栅的级联
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对弯曲不敏感的长周期光纤光栅传感器 被引量：7
7
作者 王义平 饶云江 +3 位作者 冉曾令 朱涛 曾祥楷 余般梅 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期725-729,共5页
发现了用高频 CO2 激光写入的长周期光纤光栅的谐振波长对弯曲灵敏度在圆周的不同方向上呈现周期性 ,且在两个特定的对称方向上对弯曲不敏感 (即弯曲曲率达到 1 .1 m- 1,谐振波长仅漂移 - 0 .0 1 8nm) .据此提出新型对弯曲不敏感的传感... 发现了用高频 CO2 激光写入的长周期光纤光栅的谐振波长对弯曲灵敏度在圆周的不同方向上呈现周期性 ,且在两个特定的对称方向上对弯曲不敏感 (即弯曲曲率达到 1 .1 m- 1,谐振波长仅漂移 - 0 .0 1 8nm) .据此提出新型对弯曲不敏感的传感器和可调灵敏度弯曲传感器的设计方案 ,可望从根本上解决长周期光纤光栅在测量中存在的温度。 展开更多
关键词 光纤传感器 长周期光纤光栅 弯曲传感器 谐振波长 设计 灵敏度 弯曲不敏感
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温度/应变/扭曲三参量同时测量低成本传感系统 被引量：12
8
作者 朱涛 饶云江 +2 位作者 莫秋菊 周昌学 王久玲 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期655-658,共4页
提出了一种利用布喇格光纤光栅反射光作信号源、高频CO2激光脉冲写入的长周期光纤光栅和超周期光纤光栅作传感器实现温度、应变和扭曲同时测量的全光栅型低成本强度解调传感方案·文中利用长周期光纤光栅边缘滤波效应实现了温度、... 提出了一种利用布喇格光纤光栅反射光作信号源、高频CO2激光脉冲写入的长周期光纤光栅和超周期光纤光栅作传感器实现温度、应变和扭曲同时测量的全光栅型低成本强度解调传感方案·文中利用长周期光纤光栅边缘滤波效应实现了温度、应变和扭曲传感信号的实时解调·实验结果表明,其温度和应变的测量灵敏度分别为-0.211dB/℃和-0.012dB/10με;而扭曲率的测量灵敏度为0.4394dB/(rad·m-1),是该法写入普通LPFG的4倍以上· 展开更多
关键词 传感器技术 光纤光栅 多参量测量 CO2激光 低成本
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光纤光栅技术综述 被引量：9
9
作者 李尧 赵鸿 +3 位作者 朱辰 于继承 张大勇 周寿桓 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第B09期749-754,共6页
简要回顾了光纤光栅的发展历史,对光纤光栅技术进行了总结,分析比较了光纤光栅各种制作方法的特点。对应用于全光纤化高功率光纤激光器的光纤光栅给出了作者的一些见解。
关键词 光纤激光器 光纤光栅 高功率
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基于新型长周期光纤光栅的掺铒光纤放大器 被引量：9
10
作者 冉曾令 饶云江 +3 位作者 朱涛 江建 曾祥楷 王义平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期72-75,共4页
报道了基于高频CO2 激光脉冲写入的新型长周期光纤光栅的低噪音掺铒光纤放大器 ,这种新型长周期光纤光栅是用大约几千Hz的高频CO2 激光脉冲对光纤玻璃热冲击作用而形成的 .在铒纤中插入一个长周期光纤光栅 ,会明显减少掺铒光纤放大器的... 报道了基于高频CO2 激光脉冲写入的新型长周期光纤光栅的低噪音掺铒光纤放大器 ,这种新型长周期光纤光栅是用大约几千Hz的高频CO2 激光脉冲对光纤玻璃热冲击作用而形成的 .在铒纤中插入一个长周期光纤光栅 ,会明显减少掺铒光纤放大器的放大自发辐射 (ASE)噪音 .报道了两种低噪音掺铒光纤放大器 ,作为前置放大器和线路放大器 ,它们的ASE噪音指数分别从 4 .0dB减少到 3.5dB和从 4 .8dB减少到 4 .3dB ,并且在作为线放时 ,其小信号增益从 30dB提高到37dB ,降噪及提高增益效应十分显著 . 展开更多
关键词 长周期光纤光栅 掺铒光纤放大器 ASE口音滤波器 放大自发辐射噪音 光纤通信
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载氢光纤光致折变布拉格光栅 被引量：12
11
作者 赵浩 丁浩 +7 位作者 刘斌 陈高庭 陈新之 方祖捷 倪国权 周汝枋 翟华金 王影 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第4期575-576,共2页
报道用193nmArF准分子激光，经过石英相位版的空间调制，在载氢增敏处理过的通信光纤上写入光致折射率变化的布拉格光栅，在光栅布拉格波长上（λ＝1l．53μm）测得的反射率大于90％，半高全宽线宽小于0．6nm。
关键词 光纤光栅 光折变 布拉格光栅
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高温封装实现光纤光栅的长期稳定 被引量：12
12
作者 李彬 傅永军 +2 位作者 魏淮 简伟 简水生 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期798-802,共5页
介绍了利用负温度系数材料并在高温环境下(70℃左右)封装光栅的方法,对封装后的光栅作了温度性能和长期稳定性测试。这种封装不仅结构简单小巧,而且对光栅的特性无影响,同时其温度系数降低到0.5 pm/℃。更重要的是,该封装的长期稳定性较... 介绍了利用负温度系数材料并在高温环境下(70℃左右)封装光栅的方法,对封装后的光栅作了温度性能和长期稳定性测试。这种封装不仅结构简单小巧,而且对光栅的特性无影响,同时其温度系数降低到0.5 pm/℃。更重要的是,该封装的长期稳定性较好,封装1年后反射波长基本不变,并且其温度系数仍保持在0.5 pm/℃左右。 展开更多
关键词 光纤光栅 高温封装 温度补偿 负温度系数 长期稳定
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长周期光纤光栅研究现状分析 被引量：7
13
作者 饶云江 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第S1期873-884,共12页
光纤光栅在光纤通信和光纤传感等领域有着广泛的应用,其中长周期光纤光栅是近年来光纤光栅研究领域的热点之一．该文在总结长周期光纤光栅研究现状的基础上,着重介绍了高频CO2激光脉冲写入长周期光纤光栅的新方法。
关键词 光纤器件 光纤光栅 长周期光纤光栅 光纤通信 光纤传感
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双芯光纤光分插复用器的理论分析和设计 被引量：7
14
作者 孙锴 安宏林 +3 位作者 徐万劲 崔晓明 林祥芝 刘弘度 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第11期1099-1103,共5页
本文介绍了双芯光纤光分插复用器的工作原理、结构和功能 ,并利用耦合模理论分析了器件的工作特性 ,讨论了各部分参数对上 /下路特性的影响。结果表明 ,为同时实现上路和下路功能 。
关键词 光纤光栅 双芯光纤 光分插复用器
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基于飞秒激光制备的啁啾倾斜布拉格光纤光栅 被引量：7
15
作者 李昊 王蒙 +8 位作者 武柏屹 叶新宇 高晨晖 饶斌裕 田鑫 奚小明 陈子伦 王泽锋 陈金宝 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期259-262,共4页
啁啾倾斜布拉格光纤光栅(CTFBG)在高功率光纤激光器的受激拉曼散射(SRS)抑制中有重要的应用。利用飞秒激光在纤芯/包层直径为20/400μm的大模场面积双包层光纤(LMA-DCF)中刻写出不同角度的CTFBG,其最大滤除深度约为15 dB,最大滤除宽度约... 啁啾倾斜布拉格光纤光栅(CTFBG)在高功率光纤激光器的受激拉曼散射(SRS)抑制中有重要的应用。利用飞秒激光在纤芯/包层直径为20/400μm的大模场面积双包层光纤(LMA-DCF)中刻写出不同角度的CTFBG,其最大滤除深度约为15 dB,最大滤除宽度约为8.9 nm。飞秒激光刻写CTFBG可以显著缩短制备周期,对推动CTFBG的研制与发展具有重要意义。 展开更多
关键词 光栅 飞秒激光 光纤光栅 啁啾倾斜布拉格光纤光栅
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高能掺镱离子光纤激光器的研究 被引量：9
16
作者 张亮 张健 +3 位作者 秦莉 许武 王立军 Wang Lijun 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期975-979,共5页
从激光器的速率方程出发,对光纤激光器的工作原理以及输出特性进行了研究,得到了光纤激光器在稳态条件下阈值条件和激光器输出功率的表达式.利用数值模拟结果对光纤激光器基本参量进行分析和论证.为光纤激光器的优化设计提供理论依据.... 从激光器的速率方程出发,对光纤激光器的工作原理以及输出特性进行了研究,得到了光纤激光器在稳态条件下阈值条件和激光器输出功率的表达式.利用数值模拟结果对光纤激光器基本参量进行分析和论证.为光纤激光器的优化设计提供理论依据.并提出了全光纤型光纤激光器的实验方法.获得了最大功率7.5W、波长1080nm、峰值半宽0.11nm的连续单模激光输出. 展开更多
关键词 掺YB^3+光纤 光纤光栅 双包层光纤激光器 全光纤结构
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相位掩模的近场衍射特性分析 被引量：6
17
作者 贾宏志 李育林 忽满利 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第12期1100-1102,共3页
用相位掩模法制造光纤光栅是一种简单、有效的方法 .本文用标量衍射理论对相位掩模的近场衍射特性进行了分析 ,讨论了各级衍射光形成的干涉条纹的分布情况 。
关键词 光纤光栅 相位掩膜 近场光强分布 近场衍射特性
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长周期光纤光栅温度稳定性分析及其改善 被引量：6
18
作者 秦莉 韦占雄 +4 位作者 王庆亚 韦欣 郑伟 张玉书 高鼎三 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期190-194,共5页
利用模式耦合理论推导出长周期光纤光栅(LPG)温度特性的一般关系式;通过测试周期为400～600μm的长周期光纤光栅的温度特性,确定了芯内导模与被耦合的不同包层模间的热光系数差,并结合长周期光栅温度特性关系式总结出长周期光栅温度灵... 利用模式耦合理论推导出长周期光纤光栅(LPG)温度特性的一般关系式;通过测试周期为400～600μm的长周期光纤光栅的温度特性,确定了芯内导模与被耦合的不同包层模间的热光系数差,并结合长周期光栅温度特性关系式总结出长周期光栅温度灵敏度与光栅周期和耦合包层模阶次的对应关系;在理论与实验的基础上,提出了改善长周期光栅温度稳定性的方法。 展开更多
关键词 长周期 模式耦合 光纤光栅 稳定性
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基于长周期光纤光栅的增益均衡器设计 被引量：6
19
作者 孔梅 李春跃 石邦任 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期240-242,共3页
运用耦合模理论 ,通过对长周期光纤光栅形成的光纤中导模和包层模耦合的分析计算 ,设计了一个由三个长周期光纤光栅组成的掺铒光纤放大器的增益平坦滤波器。针对掺铒光纤放大器的一个典型增益曲线 ,这一滤波器可实现 33nm带宽内小于 0 .... 运用耦合模理论 ,通过对长周期光纤光栅形成的光纤中导模和包层模耦合的分析计算 ,设计了一个由三个长周期光纤光栅组成的掺铒光纤放大器的增益平坦滤波器。针对掺铒光纤放大器的一个典型增益曲线 ,这一滤波器可实现 33nm带宽内小于 0 .3dB的增益平坦 ,而且所选取的基准增益得到保留 。 展开更多
关键词 光纤放大器 光纤光栅 增益均衡
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长周期光纤光栅谐振波长的特性研究 被引量：4
20
作者 舒学文 朱雪梅 +2 位作者 王青林 江山 黄德修 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第8期1100-1105,共6页
研究了长周期光纤光栅谐振波长与光纤参数及光栅周期的变化关系 ,发现高阶包层模与低阶包层模具有完全不同的特点 ,在各种参数变化时两者的谐振波长向相反的方向移动。通过实际制作周期分别为 10 0 μm和 4 0 0 μm的光栅证实了这种差... 研究了长周期光纤光栅谐振波长与光纤参数及光栅周期的变化关系 ,发现高阶包层模与低阶包层模具有完全不同的特点 ,在各种参数变化时两者的谐振波长向相反的方向移动。通过实际制作周期分别为 10 0 μm和 4 0 0 μm的光栅证实了这种差别。得到了一些有益于长周期光栅设计和制作的结论。 展开更多
关键词 光纤光栅 长周期光纤光栅 谐振波长
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