基于飞秒激光微加工的温度补偿型高灵敏度光纤光栅传感器的实验教学研究

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作者 李宏韬 刘雨轩 +3 位作者 王伟胜 戴娇研 吕亮 孙火姣 《大学物理实验》 2024年第4期58-62,共5页

在传统的大学物理实验教学中,长周期光纤光栅的折射率灵敏度较低且温度灵敏度通常为正值,与布拉格光纤光栅相结合不能很好地实现温度串扰的消除。因此,我们利用飞秒激光直写技术制备出一种微纳光纤布拉格光栅(mFBG)与微纳小长周期光纤光... 在传统的大学物理实验教学中,长周期光纤光栅的折射率灵敏度较低且温度灵敏度通常为正值,与布拉格光纤光栅相结合不能很好地实现温度串扰的消除。因此,我们利用飞秒激光直写技术制备出一种微纳光纤布拉格光栅(mFBG)与微纳小长周期光纤光栅(SP-mFLPG)级联的温度补偿高灵敏度光纤光栅传感器。这种传感器体积小巧、稳定性高,折射率灵敏度高达759.02 nm/RIU,同时具备温度补偿特性等优势。对于本次传感器的制备实验教学,有助于本科基础教学授课,为创新性教学实验带来更多可能性,学生将参与微纳光纤器件的制作与测试实验,这将有助于他们提升动手能力、专注力以及科研素养。更重要的是,学生们能够涉足创新性的光纤结构设计领域,从而激发其对新型光纤器件和传感应用的兴趣,为其未来学习和深造奠定坚实的基础。 展开更多

关键词 微纳小长周期光纤光栅 微纳布拉格光纤光栅 飞秒激光直写技术 温度补偿

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微纳色散补偿光纤光栅的折射率传感特性研究 被引量：1

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作者 贾振安 段维维 +2 位作者 刘鑫 刘颖刚 张静乐 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2017年第6期886-888,共3页

采用相位掩模法,在未经载氢处理的色散补偿光纤上刻写出多个满足相位匹配条件的光纤布喇格光栅。经过化学腐蚀法处理,分别制作了直径为20μm、17.5μm的微纳光纤光栅,实验研究了其布喇格波长与折射率的变化关系。结果表明,在实验溶... 采用相位掩模法,在未经载氢处理的色散补偿光纤上刻写出多个满足相位匹配条件的光纤布喇格光栅。经过化学腐蚀法处理,分别制作了直径为20μm、17.5μm的微纳光纤光栅,实验研究了其布喇格波长与折射率的变化关系。结果表明,在实验溶液折射率测量范围内,传感器高阶模谐振波长与溶液折射率之间均呈现良好的拟合关系,折射率线性拟合灵敏度最高为28.6nm/RIU。此外,实验发现满足光纤光栅相位匹配条件的模式阶次越高,传感器对周围溶液变化感应能力越强。 展开更多

关键词 光纤光栅 色散补偿光纤 微纳光纤光栅 高阶模式 折射率

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基于紫外光刻的微纳光纤布喇格光栅研究 被引量：3

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作者 余小草 姜文宁 +3 位作者 张英 周敏雯 李新碗 陈建平 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2011年第2期25-27,共3页

介绍紫外光刻法制作微纳光纤布喇格光栅(MF-BG)的制作工艺,测量并分析不同直径的微纳光纤布喇格光栅的反射谱。数据表明随着微纳光纤的直径变小,光纤光栅的中心波长蓝移且反射强度也随之减小。仿真计算微纳光纤的有效折射率和光纤纤芯... 介绍紫外光刻法制作微纳光纤布喇格光栅(MF-BG)的制作工艺,测量并分析不同直径的微纳光纤布喇格光栅的反射谱。数据表明随着微纳光纤的直径变小,光纤光栅的中心波长蓝移且反射强度也随之减小。仿真计算微纳光纤的有效折射率和光纤纤芯的束缚能力(即基模分布在纤芯的能量与基模全部能量的比值),来解释上述变化。 展开更多

关键词 微纳光纤 布喇格光栅 微器件制作 传感

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800nm飞秒激光长周期光纤光栅的特性 被引量：4

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作者 易凯 于永芹 +2 位作者 郑家容 阮双琛 杜晨林 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3203-3206,共4页

利用800nm飞秒激光脉冲作为光源,在标准通信单模光纤上直接刻写周期分别为100,200,300和400μm的长周期光纤光栅(LPFG),得到波长范围为1 280～1 680nm的透射谱,分析研究了在不同刻写条件下LPFG透射谱的共振波长、透射深度和插入损耗等... 利用800nm飞秒激光脉冲作为光源,在标准通信单模光纤上直接刻写周期分别为100,200,300和400μm的长周期光纤光栅(LPFG),得到波长范围为1 280～1 680nm的透射谱,分析研究了在不同刻写条件下LPFG透射谱的共振波长、透射深度和插入损耗等参数的变化。通过对比分析发现透射衰减与刻写长度、条数以及平台高度等有着一定的对应关系。优化实验参数制作出共振波长分别约为1 407,1 311,1 669,1 551nm,透射深度分别约为24.0,22.3,27.8,23.4dB,插入损耗分别约为2.5,1.7,3.2,2.0dB的LPFG。 展开更多

关键词 飞秒激光 微加工 长周期光纤光栅 传感器

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机械可调谐的长周期光纤光栅的写制实验研究 被引量：1

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作者 兰岚 周晓军 周建华 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期788-791,共4页

深入研究了采用机械微弯法写制长周期光纤光栅(LPFG)的方案,进一步分析此方案中各种因素对LPFG特性的影响。写制的周期性凹槽板谐振波长变化率为17.7 nm/0.01 mm。当仅增加压力时,损耗峰值先增加,最大可调谐到16.248 dB。当压力过大时,... 深入研究了采用机械微弯法写制长周期光纤光栅(LPFG)的方案,进一步分析此方案中各种因素对LPFG特性的影响。写制的周期性凹槽板谐振波长变化率为17.7 nm/0.01 mm。当仅增加压力时,损耗峰值先增加,最大可调谐到16.248 dB。当压力过大时,损耗峰值减小。同时附加损耗随着压力增大而增加。而当压力一定时,损耗峰值随着周期性凹槽板的周期数目的增加而减小。研究结果有利于LPFG灵活运用于EDFA增益平坦和滤波应用等方面。 展开更多

关键词 长周期光纤光栅 机械微弯 损耗峰值 谐振波长

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机械写制长周期光纤光栅理论与实验研究

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作者 孟玲 姜明顺 +1 位作者 隋青美 冯德军 《光通信研究》 北大核心 2009年第1期56-59,共4页

运用耦合模理论分析长周期光纤光栅(LPFG)的特性,得出了各物理参数与光栅谱形之间的关系,并利用MATLAB进行了仿真。基于机械线加工技术制作了周期为600、620和660μm,周期数为60、80和90的周期性矩形压力槽,利用机械微弯原理写制的光栅... 运用耦合模理论分析长周期光纤光栅(LPFG)的特性,得出了各物理参数与光栅谱形之间的关系,并利用MATLAB进行了仿真。基于机械线加工技术制作了周期为600、620和660μm,周期数为60、80和90的周期性矩形压力槽,利用机械微弯原理写制的光栅的最大谐振峰值可达18 dB,谐振波长可调谐,透射谱与理论分析吻合。 展开更多

关键词 长周期光纤光栅 耦合模理论 周期性压力槽 微应变

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基于压力槽可调谐长周期光纤光栅模块的设计

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作者 高霞 冯德军 季伟 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2008年第9期46-48,共3页

提出一种基于机械微弯变形法的能够同时生成不同谐振波长的多个长周期光纤光栅的制作方案。仿真分析了该方案中各参数(如光栅有效长度、倾斜角度以及外界应力)变化对长周期光纤光栅损耗峰深度和谐振波长的影响。结果显示,长周期光纤光... 提出一种基于机械微弯变形法的能够同时生成不同谐振波长的多个长周期光纤光栅的制作方案。仿真分析了该方案中各参数(如光栅有效长度、倾斜角度以及外界应力)变化对长周期光纤光栅损耗峰深度和谐振波长的影响。结果显示,长周期光纤光栅的损耗峰深度主要受光栅有效长度和压力影响,而倾斜角度大幅度改变谐振波长位置。 展开更多

关键词 长周期光纤光栅(LPFG) 倾斜光栅 机械微弯变形法 可调谐滤波器

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基于S型结构的光纤光栅微位移传感器的研究

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作者 周晓影 康娟 +1 位作者 王小蕾 桑涛 《光通信技术》 北大核心 2016年第11期30-33,共4页

提出了一种特殊的光纤光栅传感器，该传感器在s型结构上刻写而成。在实验中，监测传感器透射光谱中的波谷特征波长实现微位移的测量。为了获取精准的测量数据，实验选取在1533．06nm（dipl）和1564．57nm（dip2）两处的干涉谷的特征波... 提出了一种特殊的光纤光栅传感器，该传感器在s型结构上刻写而成。在实验中，监测传感器透射光谱中的波谷特征波长实现微位移的测量。为了获取精准的测量数据，实验选取在1533．06nm（dipl）和1564．57nm（dip2）两处的干涉谷的特征波长作为观察的对象。通过理论分析和实验验证在0～70μm的微位移测量范围，两个干涉谷漂移量与微位移均呈现良好的线性关系。 展开更多

关键词 光纤光栅传感器 长周期光纤光栅 S型结构 微位移测量

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光纤布拉格光栅折射率传感研究进展 被引量：2

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作者 刘颖刚 车伏龙 +2 位作者 傅海威 赵娜 邵敏 《光电技术应用》 2015年第1期1-7,共7页

在介绍短周期光纤光栅(FBG)和微纳光纤布拉格光栅(MNFBG)折射率传感原理的基础上,围绕如何提高FBG折射率传感灵敏度,详细论述了腐蚀法和抛磨法两种折射率传感技术方案的研究进展,对比分析了两种方案的优缺点。同时综述了微纳光纤和微纳... 在介绍短周期光纤光栅(FBG)和微纳光纤布拉格光栅(MNFBG)折射率传感原理的基础上,围绕如何提高FBG折射率传感灵敏度,详细论述了腐蚀法和抛磨法两种折射率传感技术方案的研究进展,对比分析了两种方案的优缺点。同时综述了微纳光纤和微纳光纤光栅应用于折射率传感的研究现状,指出了目前研究所面临的技术难题与解决方案,展望了FBG折射率传感技术的发展趋势,可为进一步开展基于光纤光栅器件的折射率传感研究提供参考。 展开更多

关键词 光纤光栅 微纳光纤 折射率 微纳光纤光栅 灵敏度

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表面浮雕式光纤光栅的新光学特性 被引量：1

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作者 姚雷 《徐州工程学院学报（自然科学版）》 CAS 2016年第2期46-49,共4页

通过计算机模拟研究表面浮雕式光纤布拉格光栅的新性质,得到关于这种新型光纤光栅的新的光学特性,即光纤光栅上刻蚀深度、光纤直径以及外部折射率与反射谱带宽之间的关系.这种新光学特性使得该光栅用于传感器、光通信以及激光泵浦等方... 通过计算机模拟研究表面浮雕式光纤布拉格光栅的新性质,得到关于这种新型光纤光栅的新的光学特性,即光纤光栅上刻蚀深度、光纤直径以及外部折射率与反射谱带宽之间的关系.这种新光学特性使得该光栅用于传感器、光通信以及激光泵浦等方面具有更大的潜在应用价值. 展开更多

关键词 纳米结构 微纳光纤 光纤布拉格光栅

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光纤传感技术的制造与应用

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作者 王雪 王锡芝 辛圣杰 《集成电路应用》 2022年第1期248-249,共2页

阐述光纤传感的特点,光纤传感技术的发展,包括分布式关心传感技术、光纤光栅传感技术、微纳光纤传感技术、智能化光纤传感技术,探讨光纤传感器的构成、特点和作用。

关键词 光纤传感 光栅传感 微纳光纤

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