重庆市自然科学基金(CSTC2008BB2165)
- 作品数：16 被引量：97H指数：7
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- 相关领域：电子电信自动化与计算机技术理学机械工程更多>>
- 基于光子晶体光纤法布里-珀罗干涉仪的温度自补偿折射率计被引量：10
- 2009年
- 采用手动熔接实芯光子晶体光纤和普通单模光纤制作本征法布里-珀罗(Fabry-Pérot,F-P)干涉传感器的方法,提出了一种可实现温度自补偿的高灵敏度折射率计。理论与实验表明,新型F-P干涉传感器的对比度不受环境温度影响只随着外界折射率的变化而变化,当外界折射率在1.32～1.44范围内变化时,其折射率灵敏度约为4.59/RIU,分辨率约为2×10-5。此外,该传感器的腔长具有较高的温度灵敏度,在20～100℃范围内,其温度灵敏度为18.72 nm/℃。因此,可以通过同时监测该传感器对比度和腔长的变化就可以实现折射率和温度的同时测量,在实际工业应用中具有广泛的应用前景。
- 邓明饶云江朱涛段德稳
- 关键词：光纤光学光纤传感器折射率测量法布里-珀罗干涉仪光子晶体光纤
- CO2激光写入旋转折变型长周期光纤光栅的制作及理论分析被引量：5
- 2009年
- 提出了一种光纤横截面折射率变化呈旋转非对称变化的长周期光纤光栅(R-LPFG)结构,并利用多层圆波导理论和横截面折射率离散分析方法,结合模式耦合方程组和数值求解方法理论分析了这种光栅的模式耦合特征.理论分析表明R-LPFG纤芯基模主要与一阶非对称包层模发生耦合,当光栅旋转度逐渐变大时,R-LPFG基模会与一阶非对称包层模的奇模和偶模同时发生耦合,这就会使原来单一的谐振峰逐渐分裂成双峰,这是常规光栅类型所不具有的透射谱特征.由于R-LPFG的双峰来自同一对耦合模式,它们对温度的响应很相似,因此可利用双峰间距来进行无需温度补偿的扭曲、应变等物理量的测量.最后利用高频CO2激光脉冲写入法制作了这种光栅,并实验研究了这类光栅的传输谱演变特征,实验结果和理论分析一致.可以预见,这类光栅在光纤传感或通信中将具有较大的潜在应用价值.
- 朱涛宋韵饶云江朱永
- 关键词：光纤传感光纤光栅CO2激光
- CO_2激光写入的长周期光纤光栅加速度传感器实验研究
- 2009年
- 基于高频CO2激光在普通单模光纤上制作的长周期光纤光栅的应变和弯曲特性,本文设计制作了一种新型的加速度传感器.基于等强度梁理论分析了梁振动与长周期光纤光栅输出光强之间的关系,最后推导出了系统的加速度理论模型.文中搭建了长周期光纤光栅加速度计的实验测量系统.实验结果表明系统的加速度灵敏度约为2.82v/g,准确度约为8.96×10-4g,加速度测量误差约为0.82%.基于这种长周期光纤光栅的加速度计具有成本低、灵敏度较高等优点,因此在振动测量、惯性导航等方面将具有较好的潜在应用价值.
- 史翠华朱涛饶云江柯涛徐敏
- 关键词：光纤传感加速度计长周期光纤光栅
- 一种自校准光纤珐珀动态应变检测系统的实验研究
- 2010年
- 针对工程中光纤珐珀传感器的工作点容易偏离线性工作区而使解调系统无法正常工作的实际问题,设计了一种可实现自动校准工作点的动态应变检测系统。该系统利用数字信号处理器控制可调珐珀滤波器自动输出波长满足工作点要求的窄带光,同时还通过软件校准的办法消除了因光源的不稳定、系统老化等缓变因素引起的信号波动对测量结果的影响。实验结果表明该动态应变检测系统能完成工作点自动校准,并且在500με范围内线性度可达99.79%,实验分辨率约为±0.5με。
- 陈计信朱涛饶云江段德稳邓明
- 关键词：光纤光学自校准
- 全光纤微型珐-珀干涉式高温传感器被引量：12
- 2010年
- 通过在单模光纤SMF28e后有轴心偏移地熔接一段特种光子晶体光纤(MM-HNA-5)制作了一种全光纤微型珐-珀(F-P)干涉仪。分析了这种干涉仪的光学原理和形成机理,并利用MM-HNA-5光纤热光系数较大的特点,将这种干涉仪应用于温度测量。实验结果表明:这种干涉传感器可测量的高温范围可达1200℃,远大于常规传感器的测量范围,且当干涉腔长为3.46mm时,其光程差的温度灵敏度约为103nm/℃,线性度为0.9957。可以预见:这种结构稳定、体积小、精度高、测温范围广的全光纤F-P干涉温度传感器在国防及民用工业中将具有极大的潜在应用价值。
- 柯涛朱涛饶云江徐敏段德稳
- 关键词：光纤传感热光效应
- 基于环形反射面的全光纤法-珀干涉式折射率传感器被引量：4
- 2010年
- 通过在单模光纤后依次熔接一段大芯径空芯光纤和一段小芯径空芯光纤,制作了一种由小芯径空芯光纤形成环形反射面的全光纤法-珀腔。由于这种环形反射面结构的中间通孔适合气体或低粘度液体进出,因此可将其应用于气体或低粘度液体的折射率测量。分析了这种结构形成光纤法-珀腔的机理,并实验研究了这种基于环形反射面的干涉式折射率传感器,得到了这种传感器用于折射率测量时的分辨率约为1.652×10-6。可以预见这种具有环形反射面的法-珀干涉式折射率传感器在有毒、易燃、易爆的气体以及低粘度液体的折射率或含量检测中具有极大的潜在应用价值。
- 柯涛朱涛饶云江段德稳徐敏
- 关键词：光纤传感折射率
- 基于空芯光子晶体光纤的在线法-珀标准件制作与应用被引量：4
- 2010年
- 基于空芯光子晶体光纤(HCPCF)的在线法-珀标准件(ILFE)应变传感器的应变灵敏度高,对温度敏感系数小,其腔长可制作得比传统ILFE长,适于在一路光路中进行频分复用从而扩大多点应变检测的准分布应变传感系统的容量。理论分析了制作中提高基于空芯光子晶体光纤的在线法-珀应变传感器输出信号的方案,通过实例讨论了光源时间相干长度对该类法-珀腔腔长的限制。结合波分频分复用,进行了基于该复用方法的应变测试实验研究,实验结果表明,其测量精度可达±5με,可用于大型结构健康监测。
- 段德稳饶云江朱涛樊颜恩
- 关键词：光纤光学光子晶体光纤复用
- CO_2激光写入长周期光纤光栅的折变理论及实验研究被引量：2
- 2009年
- 理论分析了利用高频CO2激光脉冲在不同类型光纤中写入长周期光纤光栅(LPFG)时光纤包层和纤芯发生折射率改变的机理和计算方法.结果表明,残余应力释放、快速固化、光纤致密化和熔融变形是高频CO2激光能成栅的主要原因,但采用不同的写入方法、不同的激光写入能量在不同的光纤类型上制作光栅时各种机理的重要性不同.利用长周期光纤光栅对构成的M-Z干涉仪实验测量了高频CO2激光以不同辐射能量在光纤不同作用位置所引起的光纤纤芯或包层的折射率平均变化量,并通过实际制作光栅的过程来初步验证光纤折射率的变化情况.CO2激光与光纤相互作用机理的分析和实验研究为利用这种方法制作折变型全光纤器件提供了实验制作的基础和完善工艺的方法.
- 朱涛史翠华饶云江郑建成
- 关键词：光纤器件长周期光纤光栅折变
- 高频CO_2激光脉冲写入光子晶体光纤长周期光栅的高温退火特性研究被引量：2
- 2010年
- 报道了高频CO2激光脉冲在无限截止单模光子晶体光纤上写入的长周期光纤光栅的高温快速退火特性。实验发现以大约600℃为转折点,在退火温度低于600℃时,退火后的光栅谐振峰在低于退火温度的高温环境中的温度响应和应变响应都不稳定,线性度和重复性都较差;而在退火温度高于600℃而低于700℃时,退火后的光栅谐振峰在低于退火温度的高温环境中的温度响应和应变响应都很稳定,线性度和重复性也很好。如果将光栅加热到更高温度时,光栅会被慢慢部分擦除掉。通过对CO2激光脉冲在光纤上写入光栅过程引入光纤轴向不均匀的应力在不同高温下释放效率和程度的分析,对该现象进行了解释。
- 段德稳饶云江柯涛徐敏
- 关键词：光子晶体光纤长周期光纤光栅CO2激光
- 飞秒激光加工的高对比度法布里-珀罗干涉传感器被引量：10
- 2009年
- 利用800 nm的飞秒激光在普通单模光纤上一次成型地制作一个微矩形槽作为法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)于涉腔,然而,制作的F-P干涉腔端面粗糙、倾斜,使得该传感器只有～5 dB的对比度,为后续的信号处理带来了一定的困难,且在一定程度上降低了测量的准确性与可靠性。通过选择最佳的加工参数、改善加工环境和改进加工方法,制作出了平整度好、端面平行的F-P干涉腔,其对比度达到了～18 dB。此外,该F-P干涉传感器的全光纤结构使其能耐800℃的高温,为其在恶劣环境下工作提供了应用潜力。
- 饶云江邓明朱涛
- 关键词：传感器光纤光学光纤传感器光纤F-P腔
