基于光纤气泡和纤芯失配的Mach-Zehnder干涉液体折射率传感器 被引量：15

1

作者 李辉栋 傅海威 +5 位作者 邵敏 赵娜 乔学光 刘颖刚 李岩 闫旭 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第21期192-197,共6页

介绍了一种基于光纤气泡和纤芯失配的Mach-Zehnder干涉液体折射率传感器.将两根纤芯经过腐蚀的普通单模光纤熔接在一起,在熔接点处形成一个气泡,在距气泡20 mm处级联一段20 mm的细芯光纤,再接入一段单模光纤,形成单模光纤-气泡-单模光纤... 介绍了一种基于光纤气泡和纤芯失配的Mach-Zehnder干涉液体折射率传感器.将两根纤芯经过腐蚀的普通单模光纤熔接在一起,在熔接点处形成一个气泡,在距气泡20 mm处级联一段20 mm的细芯光纤,再接入一段单模光纤,形成单模光纤-气泡-单模光纤-细芯光纤-单模光纤结构的传感器.气泡与光纤芯径失配处的两个节点起到光纤耦合器的作用,从而形成光纤Mach-Zehnder干涉仪.环境液体折射率的变化,将使得传感器透射谱能量发生变化,通过测量干涉谱波峰峰值能量从而实现对折射率的测量.并对所制作传感器的折射率响应特性进行了实验研究,实验结果表明干涉谱波峰峰值能量与环境液体折射率之间存在良好的线性关系,当环境液体折射率变化范围在1.351—1.402时,响应灵敏度为143.537 dB/RIU,线性度0.996.该传感器在生物化学领域有较好的应用前景. 展开更多

关键词 光纤气泡 纤芯失配 Mach—Zehnder干涉仪 折射率传感

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基于纤芯失配和光纤布拉格光栅实现温度和应变同时测量 被引量：9

2

作者 童峥嵘 王洁玉 +1 位作者 杨秀峰 曹晔 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期61-65,共5页

基于纤芯失配理论,提出了一种多模-单模-多模(MSM)结构与光纤布拉格光栅(FBG)级联实现温度和应变同时测量的光纤传感器。利用MSM结构的干涉谱和FBG对温度和应变的不同响应灵敏度,实现了对温度、应变的同时测量。实验结果表明,在20℃～8... 基于纤芯失配理论,提出了一种多模-单模-多模(MSM)结构与光纤布拉格光栅(FBG)级联实现温度和应变同时测量的光纤传感器。利用MSM结构的干涉谱和FBG对温度和应变的不同响应灵敏度,实现了对温度、应变的同时测量。实验结果表明,在20℃～80℃的温度范围内,MSM结构的干涉谱和FBG的温度灵敏度分别为0.091nm/℃和0.0102nm/℃;在0～650με的应变范围内,应变灵敏度分别为-0.0013nm/με和0.0012nm/με。因此利用敏感矩阵,即可实现对温度和应变的同时测量,且温度和应变的最大测量误差分别为±0.2℃和±8.25με。该结构灵敏度高,结构简单,且不易受电磁等干扰,实验结果具有良好的线性度,在工程领域应用前景良好。 展开更多

关键词 光纤光学 纤芯失配 同时测量 光纤布拉格光栅 温度 应变

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基于多模-细芯-多模光纤结构的Mach-Zehnder干涉仪的温度传感实验研究 被引量：6

3

作者 李辉栋 傅海威 +2 位作者 邵敏 雍振 张旋 《大学物理实验》 2017年第4期1-6,共6页

介绍了一种基于纤芯失配的光纤Mach-Zehnder干涉(MZI)液体温度传感器。并对所制作的传感器进行了环境溶液温度响应特性实验研究,实验结果表明干涉谱峰值波长漂移量与溶液温度变化量之间存在良好的线性关系,当环境溶液温度变化范围在26~9... 介绍了一种基于纤芯失配的光纤Mach-Zehnder干涉(MZI)液体温度传感器。并对所制作的传感器进行了环境溶液温度响应特性实验研究,实验结果表明干涉谱峰值波长漂移量与溶液温度变化量之间存在良好的线性关系,当环境溶液温度变化范围在26~90℃时,传感器相应灵敏度为42.6pm/℃,线性度为0.994,且该传感器能够很好的消弱环境液体折射率变化对干涉谱峰值波长的影响,溶液折射率在1.345~1.403变化范围时,灵敏度仅为0.247 nm/RIU。 展开更多

关键词 细芯光纤 纤芯失配 MACH-ZEHNDER干涉仪 温度传感器

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单模-多模-单模光纤结构的温度特性研究 被引量：6

4

作者 张荣香 张建飞 +2 位作者 赵亚军 李红莲 刘涛 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期925-932,共8页

为提高基于单模-多模-单模(SMS)光纤结构的温度传感器的温度灵敏性和非温度传感器的温度稳定性提供科学依据,从而增强它们的实用性,研究了热光效应和热膨胀效应引起的SMS光纤结构的温度特性。通过分析SMS光纤结构的模式干涉原理和确定SM... 为提高基于单模-多模-单模(SMS)光纤结构的温度传感器的温度灵敏性和非温度传感器的温度稳定性提供科学依据,从而增强它们的实用性,研究了热光效应和热膨胀效应引起的SMS光纤结构的温度特性。通过分析SMS光纤结构的模式干涉原理和确定SMS光纤结构中受温度影响的参数及其与温度之间的关系,建立了分析普通多模光纤构成的SMS光纤结构温度特性的理论模型。进一步利用此模型分析了不同多模光纤纤芯直径下,多模光纤包层和纤芯的热光效应,以及多模光纤纤芯直径和长度的热膨胀效应对SMS光纤结构温度特性的影响。结果表明,多模光纤包层和纤芯的热光效应是影响SMS光纤结构温度特性的第一和第二因素,并且两种效应下的温度灵敏度均随多模光纤纤芯直径的减小而增大,但变化方向相反;而多模光纤的热膨胀效应对SMS光纤结构的温度特性影响很小,可以忽略;各热效应同时作用下,多模光纤纤芯直径对温度灵敏度基本没有影响,灵敏度约为12.5pm/℃。 展开更多

关键词 单模-多模-单模光纤结构 温度特性 热光效应 热膨胀效应 纤芯直径

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超高压直流输电系统中的特种光纤性能分析 被引量：1

5

作者 林睿 陈保豪 +4 位作者 张培东 谢超 陆华清 向峰 吕大娟 《光通信研究》 北大核心 2017年第5期39-42,共4页

针对超高压直流输电系统对光纤的特殊要求,研究了适用于超(特)高压直流输电测量和控制系统的几种特种光纤的主要性能指标。对光纤的芯层/包层直径、衰减值和最小弯曲半径等光学特性和阻燃等材料特性进行了研究,为寻找适用于超(特)高压... 针对超高压直流输电系统对光纤的特殊要求,研究了适用于超(特)高压直流输电测量和控制系统的几种特种光纤的主要性能指标。对光纤的芯层/包层直径、衰减值和最小弯曲半径等光学特性和阻燃等材料特性进行了研究,为寻找适用于超(特)高压直流输电测量和控制系统中不同应用环境且性价比较优的特种光纤提供了参考。通过实验分析得知,光纤的芯径越小,光纤在850nm的衰减值越小。因而在超(特)高压直流输电测量和控制系统应用中,当数据传输量较大、对传输信号带宽有一定要求时,倾向于选择小芯径(约62.5μm)的光纤;而对功率传输有要求时,则倾向于选择大芯径(约200μm)的光纤。 展开更多

关键词 多模光纤 芯层直径 阻燃特性 高压直流

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变纤芯直径传能光纤中受激拉曼散射传输特性的理论研究

6

作者 王力 王小林 +2 位作者 张汉伟 陈子伦 许晓军 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期92-97,共6页

锥形光纤纤芯直径沿着光纤长度方向均匀增大,在抑制非线性效应方面有着独特的优势。理论对比了单横模高斯光束输入时,输入纤芯直径均为50μm、纤芯直径沿着光纤长度方向恒定、线性增大和非线性增大的变纤芯直径传能光纤的输出光谱演化... 锥形光纤纤芯直径沿着光纤长度方向均匀增大,在抑制非线性效应方面有着独特的优势。理论对比了单横模高斯光束输入时,输入纤芯直径均为50μm、纤芯直径沿着光纤长度方向恒定、线性增大和非线性增大的变纤芯直径传能光纤的输出光谱演化和拉曼光特性。在相同条件下,输入功率10 kW时,恒定型传能光纤的输出光谱中,拉曼抑制比(定义为输出光谱中信号光峰值强度分贝值与拉曼光峰值强度分贝值之差)为33.1 dB,线性增大和非线性增大型的输出拉曼抑制比分别为47.0,48.6 dB,分别优于恒定型传能光纤13.9,15.5 dB;输入功率达17.5 kW时,恒定型传能光纤中有81.6%的输入能量被耗散或转移到其他波长,线性增大和非线性增大型仅不到2%,其输出的信号光波段能量占总输入能量的98.1%,98.9%。结果表明,使用线性增大型或非线性增大型传能光纤代替恒定型常规光纤,可以有效提高受激拉曼散射阈值,相关研究可以为大功率光纤合束器和光纤端帽的设计提供有益参考。 展开更多

关键词 光纤激光 受激拉曼散射 传能光纤 变纤芯直径 锥形光纤 仿真

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纤芯失配型光纤传感器折射率敏感特性 被引量：6

7

作者 杨建春 徐龙君 +1 位作者 章鹏 陈伟民 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1183-1187,共5页

根据菲涅耳公式和功率反射系数关系式,分析纤芯失配型光纤传感器折射率传感原理;采用单模/多模光纤制作传感器,研究传感器输出光功率随甘油溶液折射率变化特征,并验证理论计算结果。表明媒质折射率n_2=1.300～1.441时,传感器输出光功率... 根据菲涅耳公式和功率反射系数关系式,分析纤芯失配型光纤传感器折射率传感原理;采用单模/多模光纤制作传感器,研究传感器输出光功率随甘油溶液折射率变化特征,并验证理论计算结果。表明媒质折射率n_2=1.300～1.441时,传感器输出光功率强且几乎不发生变化;n_2=1.441～1.452时,传感器输出光功率呈线性快速下降,其斜率为-155.91;当媒质折射率与单模光纤包层折射率接近时,传感器输出光功率几乎为0。验证实验发现,传感器线性快速下降的折射率范围为1.442～1.454,斜率为-49.67,其输出光功率随甘油溶液折射率变化规律与数值模拟结果基本一致。该传感器具有结构简单、成本低、传感系统全光纤化等特点,能用于有毒有害、易燃易爆等特殊环境下物质折射率的高精度测量。 展开更多

关键词 光纤光学 纤芯失配型光纤 菲涅耳公式 折射率传感器

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纤芯失配的光纤Mach-Zehnder折射率传感器 被引量：5

8

作者 傅海威 闫旭 +2 位作者 邵敏 李辉栋 赵娜 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2285-2291,共7页

基于Mach-Zehnder干涉仪原理,利用光纤错位熔接技术设计并制作了一种单模光纤-多模光纤-单模光纤-错位熔接点-单模光纤结构的液体折射率传感器.传感器中的多模光纤和错位连接部分充当光耦合器;多模光纤在后面的单模光纤的纤芯和包层中... 基于Mach-Zehnder干涉仪原理,利用光纤错位熔接技术设计并制作了一种单模光纤-多模光纤-单模光纤-错位熔接点-单模光纤结构的液体折射率传感器.传感器中的多模光纤和错位连接部分充当光耦合器;多模光纤在后面的单模光纤的纤芯和包层中激发出纤芯模和包层模,不同的模式有不同的模式折射率,经中间单模光纤传输到错位熔接点处时,不同模式光之间将产生光程差,经错位熔接点耦合成为导出光纤的纤芯模从而产生干涉.对该传感器输出的干涉光谱中干涉谷功率随外界溶液折射率变化的规律进行了理论分析和实验研究.结果表明：溶液折射率变化为1.358 9～1.392 2时,干涉谱中1 530 nm附近的干涉谷光功率与溶液折射率呈单调递增关系,可用于折射率的测量;折射率变化为1.372 0～1.392 2时,传感器响应曲线具有很好的线性度,线性拟合系数为0.998,对应的灵敏度为252.06 dB/RIU.该传感器制作简单、结构紧凑、成本低、灵敏度高,可用于生物医学领域液体折射率的实时测量. 展开更多

关键词 光纤传感 光纤Mach-Zehnder干涉仪 折射率传感器 光纤失配 错位熔接

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纯石英芯掺氟玻璃包层光纤的数值孔径 被引量：4

9

作者 高亚明 冯光 +4 位作者 刘永建 李昌峰 周述文 潘蓉 刘笑东 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期169-172,共4页

纯石英芯掺氟玻璃包层光纤是一种新结构的大芯径光纤,纤芯材料是纯石英玻璃,包层材料是掺氟石英玻璃,由于氟杂质可以降低石英玻璃的折射率,故纤芯材料与低折射率的包层材料可以组成传光波导。国外是采用POD(等离子体外相沉积)技术生产... 纯石英芯掺氟玻璃包层光纤是一种新结构的大芯径光纤,纤芯材料是纯石英玻璃,包层材料是掺氟石英玻璃,由于氟杂质可以降低石英玻璃的折射率,故纤芯材料与低折射率的包层材料可以组成传光波导。国外是采用POD(等离子体外相沉积)技术生产这种光纤,我们采用的是国内首创的管棒熔融套装法,制成了相同结构的光纤,为了提高光纤的性能,我们对该光纤进行了低、高折射率双层涂料涂覆,在测试中发现光纤的数值孔径参数随着光纤测试样品涂覆长度的变化而变化,变化范围为0.1889～0.3152。 展开更多

关键词 纯石英芯 掺氟包层 传能光纤 大芯径

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基于细芯保偏-细芯光敏光纤结构的Sagnac干涉仪的温度和应变传感实验研究 被引量：2

10

作者 吴许强 方莎莎 +4 位作者 王鹤林 张刚 时金辉 左铖 俞本立 《大学物理实验》 2020年第6期1-6,共6页

提出并实验验证一种基于纤芯失配的光纤赛格纳克(Fiber Sagnac Interferometer,FSI)温度和应变传感器。该传感器由细芯熊猫型保偏光纤(Thin-Core Panda Polarization Maintaining Fiber,TPMF)与细芯光敏光纤(Thin-Core Photosensitizer ... 提出并实验验证一种基于纤芯失配的光纤赛格纳克(Fiber Sagnac Interferometer,FSI)温度和应变传感器。该传感器由细芯熊猫型保偏光纤(Thin-Core Panda Polarization Maintaining Fiber,TPMF)与细芯光敏光纤(Thin-Core Photosensitizer Fiber,TPSF)熔接并引入Sagnac环中制成。实验研究了不同TPSF长度对温度和应变灵敏度的影响。结果表明,当TPSF长度分别为12 cm和16 cm时,获得的最高和最低温度灵敏度为-1.93 nm/℃和-1.46 nm/℃,但TPSF长度对传感器的应变灵敏度影响不大,相关指标都优于相关文献报道的非填充或无涂层光纤温度和应变传感器。该传感器具有灵敏度高、制作简单、稳定性好等优点。在物理、生物和化学传感方面具有潜在的应用前景。 展开更多

关键词 细芯熊猫型保偏光纤 细芯光敏光纤 纤芯失配 温度和应变传感器

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低功率激光血液照射疗法及其新型治疗仪研究 被引量：1

11

作者 张扶人 《西南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1995年第6期706-711,共6页

对低功率激光血液照射疗法的机理进行了介绍，并对所设计的新型激光血液照射治疗仪详细作了描述，在特殊的全封闭式光纤针的设计上是一种创新，特别是无创性血液照射及其附件更有其独创性，使这种有效的激光血液照射疗法的推广具极好的... 对低功率激光血液照射疗法的机理进行了介绍，并对所设计的新型激光血液照射治疗仪详细作了描述，在特殊的全封闭式光纤针的设计上是一种创新，特别是无创性血液照射及其附件更有其独创性，使这种有效的激光血液照射疗法的推广具极好的前景． 展开更多

关键词 光纤针 光纤耦合器 激光血液照射 物理疗法

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光纤预制棒芯棒延伸径的设计及探讨 被引量：1

12

作者 李群星 《现代传输》 2013年第6期59-61,共3页

目前大多数光纤预制棒是通过两步法工艺完成的.本文以原始芯棒的包芯比(t/a)和相对折射率差(△)参数为基础,研究了原始芯棒的尺寸控制和设计、延伸.包层沉积.并最终拉制出符合标准要求的光纤。原文语音欠通顺,改的结果请确认。

关键词 光纤预制棒芯棒包芯比(t a) 相对折射率(△) 截止波长 模场直径 横向膨胀率

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大芯径直锥形塑料光纤的制作

13

作者 黄梅红 庄其仁 《德州学院学报》 2010年第6期36-39,42,共5页

理论分析了子午光线通过直锥形塑料光纤的光线传输原理,模拟计算了直锥形光纤的锥角α、光纤中心轴线夹角θ(m)与反射次数m三者的变化关系.通过重力垂直拉锥实验制作了大芯径直锥形塑料光纤,并得出相关的实验结论.

关键词 大芯径 直锥形 塑料光纤

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基于单模-小芯径-单模的光纤折射率传感器

14

作者 李丽君 张艳 +3 位作者 蒋露 李文宪 宫顺顺 高春亭 《电子质量》 2017年第3期87-91,共5页

基于小芯径光纤具有稳定性好,抗干扰能力强、成本低等优点,该文提出了一种纤芯失配式的多模干涉理论的光纤折射率传感器,由单模-小芯径-单模光纤组成。另外,制作了具有不同折射率值的溶液进行实验,且进一步研究了该传感器的传输光谱与... 基于小芯径光纤具有稳定性好,抗干扰能力强、成本低等优点,该文提出了一种纤芯失配式的多模干涉理论的光纤折射率传感器,由单模-小芯径-单模光纤组成。另外,制作了具有不同折射率值的溶液进行实验,且进一步研究了该传感器的传输光谱与折射率的关系。实验结果表明在测量折射率为1.334-1.4384的折射率溶液时该传感器得到了很好的灵敏度。 展开更多

关键词 光纤光学 小芯径光纤 光纤传感器 折射率测量

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保偏光纤预制棒芯径的统计过程方法分析

15

作者 马南 黄榜才 《天津科技》 2017年第2期47-49,共3页

光纤通信因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展迅速。因此长期有效地提高并保持光纤生产的质量水平也越来越成为光纤生产方关注的焦点。介绍了保偏光纤的基本原理... 光纤通信因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展迅速。因此长期有效地提高并保持光纤生产的质量水平也越来越成为光纤生产方关注的焦点。介绍了保偏光纤的基本原理和其制造方法,引入统计过程控制的方法对保偏光纤预制棒芯径的测试数据进行列表作控制图等分析,利用其预警作用提高保偏光纤生产的质量水平。 展开更多

关键词 保偏光纤 芯径 统计过程控制 控制图

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变纤芯直径掺镱光纤激光器:现状与趋势 被引量：8

16

作者 王小林 文榆钧 +8 位作者 张汉伟 奚小明 史尘 杨保来 王鹏 潘志勇 王泽锋 许晓军 陈金宝 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第21期1-29,共29页

为了抑制高功率光纤激光器中的非线性效应,纤芯直径沿着长度方向变化的增益光纤(简称变纤芯直径增益光纤)常被作为激光器的增益介质。变纤芯直径增益光纤主要包括单锥形光纤、纺锤形光纤和马鞍形光纤等,该类光纤同时具有光束质量保持和... 为了抑制高功率光纤激光器中的非线性效应,纤芯直径沿着长度方向变化的增益光纤(简称变纤芯直径增益光纤)常被作为激光器的增益介质。变纤芯直径增益光纤主要包括单锥形光纤、纺锤形光纤和马鞍形光纤等,该类光纤同时具有光束质量保持和模式不稳定效应抑制的能力,在高功率光纤激光器中有着广泛的应用前景。近年来,利用单锥形光纤已经实现了峰值功率为97 MW的飞秒脉冲激光,利用纺锤形光纤已经实现了功率为5 kW的连续激光。介绍了变纤芯直径增益光纤的优点和制作方法,对变纤芯掺镱单频/窄线宽光纤激光器、脉冲光纤激光器和高功率连续宽谱光纤激光器的发展现状进行了详细介绍,分析了变纤芯直径掺镱光纤激光器的发展趋势及其支撑万瓦级高功率连续激光输出的可行性。研究结果为高功率光纤激光器的发展提供了参考。 展开更多

关键词 激光器 光纤激光器 变纤芯直径光纤 非线性效应 模式不稳定效应

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基于应变的多模光纤可调谐光纤滤波器设计 被引量：5

17

作者 彭石军 刘亚南 +2 位作者 薛金来 张安娜 张建中 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期119-123,共5页

可调谐光纤滤波器技术是波分复用系统的关键技术之一,对于发展全光通信网络和光纤传感具有极其重要的意义。提出了一种基于大芯径的多模光纤可调谐带阻滤波器,其制作方法是将包层/纤芯直径为125/105μm的特种多模光纤通过单模光纤接入... 可调谐光纤滤波器技术是波分复用系统的关键技术之一,对于发展全光通信网络和光纤传感具有极其重要的意义。提出了一种基于大芯径的多模光纤可调谐带阻滤波器,其制作方法是将包层/纤芯直径为125/105μm的特种多模光纤通过单模光纤接入光纤系统,实现单模-多模-单模(SMS)光纤结构,并使一端单模光纤与多模光纤熔接,另一端只是共轴对接而不焊接。在多模干涉原理的基础上,利用该结构对应变的敏感性实现可调谐光滤波。该可调谐滤波器的调制和解调借助于放大自发辐射(ASE)宽谱光源和光谱分析仪(OSA)实现。详细给出了该滤波器的理论仿真分析,并实验证实了该方案的有效性。 展开更多

关键词 光纤光学 波分复用 大芯径多模光纤 可调谐光纤滤波器

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