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基于TRIZ与光学方法相融合的色散补偿微结构光纤的研究与设计
1
作者 王伟 杨宏达 +2 位作者 李文超 赵畅 周凡迪 《燕山大学学报》 北大核心 2025年第3期239-246,共8页
基于TRIZ创新方法论与传统的光学数值分析法相融合的方式,搭建了光纤结构与光纤特性间的双向桥梁,并据此设计了三种色散补偿微结构光纤(dispersion-compensating micro-structured fiber,DC-MSF)。利用动态性进化趋势,设计了一种离散分... 基于TRIZ创新方法论与传统的光学数值分析法相融合的方式,搭建了光纤结构与光纤特性间的双向桥梁,并据此设计了三种色散补偿微结构光纤(dispersion-compensating micro-structured fiber,DC-MSF)。利用动态性进化趋势,设计了一种离散分布七芯DC-MSF,在1550 nm处产生了高达-2500 ps/(nm·km)的负色散;利用增加可控性进化趋势,设计了一种单芯保偏DC-MSF,在1550 nm处,纤芯x偏振模式与纤芯y偏振模式双折射度为8.0×10^(-3),且纤芯x偏振模式的负色散值为-14230.5 ps/(nm·km),纤芯y偏振模式的负色散值为-14216.75 ps/(nm·km);利用向超系统进化趋势,设计了一种液晶填充DC-MSF,在1550 nm处,液晶分子为0°时,基模产生了-19250.3 ps/(nm·km)的负色散,液晶分子为90°时,基模产生了-16854.7 ps/(nm·km)的负色散。本文提出的DC-MSF用于光纤通信领域,可抵消光纤通信网络中累积的正色散。 展开更多
关键词 TRIZ 微结构光纤 色散补偿 双折射
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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
2
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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基于少模光纤长周期光栅叠栅的折射率传感特性 被引量：6
3
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：7
4
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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毛细铜管封装的内嵌式镀金光纤布拉格光栅温度和应力传感器 被引量：7
5
作者 张燕君 高海川 +2 位作者 张龙图 刘强 付兴虎 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期56-66,共11页
为了实现复杂、恶劣环境下工程机械表面无损的应力监测方式,实现对大型工程机械的实时动态监测,提出了基于磁控溅射技术的光纤布拉格光栅(FBG)应力传感器封装方法。并对完全嵌套(整个栅区嵌套毛细铜管)和两端嵌套(栅区两端嵌套毛细铜管... 为了实现复杂、恶劣环境下工程机械表面无损的应力监测方式,实现对大型工程机械的实时动态监测,提出了基于磁控溅射技术的光纤布拉格光栅(FBG)应力传感器封装方法。并对完全嵌套(整个栅区嵌套毛细铜管)和两端嵌套(栅区两端嵌套毛细铜管)两种封装方法开展了研究。从理论分析和有限元仿真的角度比较了传感器的增敏效果,前后结果一致。制备了传感器实物并进行了温度、应力和对比实验。仿真实验结果表明,该模型下FBG传感器能提高约7.5%的灵敏度。温度实验表明第二种封装结构的温度反馈相关系数R2达到了0.99948,在30℃∼80℃范围内呈现良好的线性度;应力实验的相关系数R2也达到0.99924,灵敏度为6.14 pm/MPa,在该实验搭建的解调系统下精度达到0.05 MPa,可以快速、精确地解调应力。对比实验表明,光栅解调仪组成的监测系统比应变片组成的监测系统具有更高的精度,最大偏差值减小了59.8%。嵌套毛细铜管的金属化方式结合有机胶固定的封装结构简单、灵敏度和精度高,可以满足大型工程机械表面无损实时健康监测的需求。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 磁控溅射 温度传感器 应力传感器
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单模与多模光纤级联型压力传感器 被引量：3
6
作者 付兴虎 谢海洋 +2 位作者 王柳柳 付广伟 毕卫红 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期130-134,共5页
研制了一种基于单模光纤与多模光纤级联结构的马赫-曾德尔干涉型压力传感器,它通过将一段单模光纤夹熔在两段多模光纤之间制成.利用纤芯的不匹配所激发的单模光纤中纤芯模和包层模之间的干涉,使外界压力的变化直接作用于单模光纤内部光... 研制了一种基于单模光纤与多模光纤级联结构的马赫-曾德尔干涉型压力传感器,它通过将一段单模光纤夹熔在两段多模光纤之间制成.利用纤芯的不匹配所激发的单模光纤中纤芯模和包层模之间的干涉,使外界压力的变化直接作用于单模光纤内部光场,获得较高灵敏度.当传感器总长度为39mm时,可获得较为理想的传输谱线.压力传感实验表明：随着压力的增大,传输光谱向长波方向漂移,在2~16N的压力范围内,传感器的压力灵敏度为554.830pm/N,线性度为0.984,具有结构简单、易于制造、成本较低、灵敏度高等优点,可用于不同领域的压力传感. 展开更多
关键词 单模光纤 多模光纤 马赫-曾德尔干涉仪 级联型 压力
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基于GPON的光纤光栅传感信号接入节点研究
7
作者 王玉宝 刘春苗 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第2期24-26,共3页
借助现有GPON通信网将光纤光栅传感信号传输到远程监控中心,可避免大规模铺设专用传感网,组网灵活,降低成本开销。实现光纤传感网与GPON接入网的融合,传感子网与GPON之间的接入节点设计是关键问题之一。接入节点采用固定时分多址技术接... 借助现有GPON通信网将光纤光栅传感信号传输到远程监控中心,可避免大规模铺设专用传感网,组网灵活,降低成本开销。实现光纤传感网与GPON接入网的融合,传感子网与GPON之间的接入节点设计是关键问题之一。接入节点采用固定时分多址技术接入各传感子网信号并将其组装成传感复用帧,此帧结构的设计减少了GEM帧负载部分的控制开销比特数,为远程监控中心提取有用的传感信息节省了时间,使光纤光栅传感信号在高速的通信网中有效传输。 展开更多
关键词 GPON 光纤光栅传感 接入节点 传感复用帧
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基于光子晶体光纤和飞秒激光源的近红外波段宽带孤子和可见区高效色散波产生的实验 被引量：2
8
作者 杨建菊 周桂耀 +5 位作者 韩颖 侯蓝田 李曙光 王伟 赵兴涛 苑金辉 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期477-482,共6页
将钛宝石激光器产生的飞秒激光脉冲泵浦实验室自制的高非线性双折射光子晶体光纤,脉冲的中心波长为820 nm,位于光子晶体光纤的接近于零色散的反常色散区.实验结果表明:随着泵浦功率的增加,一阶孤子的中心波长发生了红移,同时产生的色散... 将钛宝石激光器产生的飞秒激光脉冲泵浦实验室自制的高非线性双折射光子晶体光纤,脉冲的中心波长为820 nm,位于光子晶体光纤的接近于零色散的反常色散区.实验结果表明:随着泵浦功率的增加,一阶孤子的中心波长发生了红移,同时产生的色散波的中心波长则发生蓝移进入可见光区.当泵浦功率达到0.45 W时,色散波与残余泵浦的输出功率比为42.67,色散波的带宽达到81 nm,而处于近红外波段的红移孤子带宽可达231 nm.利用高非线性光子晶体光纤产生近红外波段宽带孤子和可见区高效色敬波的实验对飞秒激光频率转换和光谱展宽具有很好的借鉴意义. 展开更多
关键词 高非线性光子晶体光纤 飞秒激光频率转换 色散波 红移孤子
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高非线性石英基光子晶体光纤产生宽带可调中红外孤子的实验研究 被引量：2
9
作者 杨建菊 韩颖 +6 位作者 屈玉玮 牛静霞 左玉婷 王伟 周桂耀 赵兴涛 侯蓝田 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期636-640,共5页
通过研究发现双包层结构能降低石英基光子晶体光纤损耗,并制备一种高非线性双包层结构石英基光子晶体光纤来进行实验研究.使用钛宝石飞秒激光器将实验室自制的石英基光子晶体光纤在反常色散区泵浦,研究不同的泵浦功率和泵浦波长对中红... 通过研究发现双包层结构能降低石英基光子晶体光纤损耗,并制备一种高非线性双包层结构石英基光子晶体光纤来进行实验研究.使用钛宝石飞秒激光器将实验室自制的石英基光子晶体光纤在反常色散区泵浦,研究不同的泵浦功率和泵浦波长对中红外超短脉冲孤子的影响,并分析了石英基高非线性光子晶体光纤中红外超短脉冲孤子产生的物理机理.结合实验发现在泵浦功率为827 nm,功率从0.1 W增加到0.42 W时,中红外第一个孤子随功率增加从1933 nm移动到2403 nm,可调范围达到470 nm,为石英基光子晶体光纤产生宽带可调超短脉冲源创造了很好的条件. 展开更多
关键词 中红外 石英基光子晶体光纤 反常色散区 孤子
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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
10
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^(-1)的MB对Ag/MSF-45探针的增强因子(AEF)进行计算,Ag/MSF-45探针的AEF达到6.09×10^(6),表现出良好的增强效果。因此,基于大孔柚子型MSF SERS探针凭借独特的空气孔结构使其具有较高的灵敏度以及良好的再现性,且其SERS性能均优于纳米银溶胶基底,在农业、化学分析、生物检测等领域及大分子物质检测等方面应用前景广泛。 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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一种红外波段低损耗空芯反谐振光纤的设计与研究 被引量：6
11
作者 韩颖 董婷婷 +6 位作者 卿源 宋朋 朱维震 周凡迪 李正然 王伟 侯蓝田 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期32-38,共7页
提出一种红外波段低损耗的空芯反谐振光纤,石英包层管为半圆半椭圆拼接结构,采用全矢量有限元法进行设计与研究。半椭圆管的半短长轴与半圆管的半径相等,将半圆管与半椭圆管进行拼接,改变半圆的半径以及半椭圆管的半长轴来改变靠近纤芯... 提出一种红外波段低损耗的空芯反谐振光纤,石英包层管为半圆半椭圆拼接结构,采用全矢量有限元法进行设计与研究。半椭圆管的半短长轴与半圆管的半径相等,将半圆管与半椭圆管进行拼接,改变半圆的半径以及半椭圆管的半长轴来改变靠近纤芯处的负曲率以及远离纤芯的正曲率,进而研究包层管的正负曲率对空芯反谐振光纤的损耗特性的影响,设计应用于1. 5~3. 0μm波段的低损耗空芯反谐振光纤。结果显示负曲率较小正曲率较大时限制损耗效果更好。当靠近纤芯处为圆形半管远离纤芯处为椭圆半管,圆形半径ry=25μm,椭圆的半长轴rx=65μm,半短长轴ry=25μm时,光纤最低限制损耗在波长2. 1μm处为8. 22×10^(-2)dB/km。 展开更多
关键词 红外波段 空芯反谐振光纤 负曲率 限制损耗
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长周期光纤光栅检测混合油的折射率 被引量：5
12
作者 毕卫红 邢云海 +2 位作者 周昆鹏 付兴虎 付广伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期38-44,共7页
为了检测柴油煤油混合油的折射率特性,利用耦合模理论分析长周期光纤光栅折射率传感特性,建立长周期光纤光栅中心波长、透射谱峰值损耗与混合油品中柴油含量的关系.结果表明:在混合油中,随着柴油含量的增加,长周期光纤光栅波长发生蓝移... 为了检测柴油煤油混合油的折射率特性,利用耦合模理论分析长周期光纤光栅折射率传感特性,建立长周期光纤光栅中心波长、透射谱峰值损耗与混合油品中柴油含量的关系.结果表明:在混合油中,随着柴油含量的增加,长周期光纤光栅波长发生蓝移,当柴油含量达到使混合油折射率等于包层折射率时,中心波长漂移最大,柴油含量每改变1%,中心波长平均漂移0.622 7nm;柴油含量继续增加,混合油折射率大于包层折射率时,光栅中心波长基本保持不变,但是峰值损耗逐渐增大,带宽减小,之后柴油含量每增加1%,峰值损耗线性增加0.154 6dB.该方法在检测混合燃料各组分含量具有潜在的应用前景. 展开更多
关键词 长周期光纤光栅 耦合模 混合油品 柴油含量 折射率
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纳米银溶胶和微腔型光纤SERS基底的制备及其性能比较 被引量：4
13
作者 付兴虎 王振兴 +5 位作者 李佳轩 马双玉 付广伟 金娃 毕卫红 董艳华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期470-477,共8页
通过化学法制备了纳米银溶胶基底和微腔型光纤表面增强拉曼散射(SERS)基底,其中光纤SERS基底的微腔结构是通过氢氟酸(HF)腐蚀得到的。实验采用湿法检测,首先将纳米银溶胶基底与罗丹明6G(R6G)混合,找到增强效果最强时的裸光纤微腔结构,... 通过化学法制备了纳米银溶胶基底和微腔型光纤表面增强拉曼散射(SERS)基底,其中光纤SERS基底的微腔结构是通过氢氟酸(HF)腐蚀得到的。实验采用湿法检测,首先将纳米银溶胶基底与罗丹明6G(R6G)混合,找到增强效果最强时的裸光纤微腔结构,在此结构的基础上采用溶胶自组装法制备银纳米颗粒包覆的光纤SERS基底,通过控制自组装时间制备不同光纤SERS基底(Ag/光纤-x,其中x为自组装时间,分别为10,20,30,40,50和60 min)。以10^(-3) mol·L^(-1)的R6G为探针分子,对Ag/光纤-x基底进行初筛,得到增强效果最强的Ag/光纤-30基底。通过检测不同浓度的R6G溶液,对纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底的SERS性能进行研究。实验结果表明,在相同的实验条件下,纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底对R6G的检测限(LOD)分别为10^(-6)和10^(-9)mol·L^(-1);在1362 cm^(-1)拉曼位移处对两种基底的拉曼强度和浓度进行对数转换拟合,Ag/光纤-30基底的拟合优度R^(2)达0.9753,远高于纳米银溶胶基底;拉曼信号的再现性检测结果表明,两种基底在各个特征峰处的RSD值均在合理范围内,但Ag/光纤-30基底的RSD值范围更小,范围最大值仅为10.94%;两种基底的稳定性测试结果表明,纳米银溶胶基底35 d后,在1362 cm^(-1)位置处的综合拉曼强度下降了45.90%,而Ag/光纤-30基底35 d后,综合拉曼强度仅下降了17.58%,说明Ag/光纤-30基底具有长期稳定性。同时,对两种基底增强因子(REF)进行计算,对浓度为10^(-6)mol·L^(-1)的R6G溶液,纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底的REF数值分别为3.49×10^(6)和2.14×10^(7),说明对于同一浓度的R6G溶液,Ag/光纤-30基底具有更强的增强效果,且比纳米银溶胶基底高出一个数量级。通过对比两种基底的SERS性能,表明Ag/光纤-30基底具有更高的灵敏度、更好的再现性以及长期稳定性。因此,基于银纳米颗粒包覆的光纤SERS基底在农残化学分析、生物医学检测等痕量检测方面有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 表面增强拉曼散射 纳米银溶胶 光纤 溶胶自组法 罗丹明6G
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WDM与OTDR结合的弱光栅分布式温度传感网络 被引量：6
14
作者 张燕君 谢晓鹏 徐华斌 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期69-74,共6页
提出一种基于弱反射布拉格光栅的新型分布式温度传感网络,将WDM与OTDR相结合,采用WDM技术提高光栅的复用容量,利用OTDR对各个弱光栅进行实时检测,以实现光栅的密集串行复用,并提高空间分辨率。使用可调谐脉冲激光为光源,多组不同中心波... 提出一种基于弱反射布拉格光栅的新型分布式温度传感网络,将WDM与OTDR相结合,采用WDM技术提高光栅的复用容量,利用OTDR对各个弱光栅进行实时检测,以实现光栅的密集串行复用,并提高空间分辨率。使用可调谐脉冲激光为光源,多组不同中心波长弱光栅等间距刻制在一根光纤上。利用一根光纤刻制的三组反射率为3%,中心波长分别为1544.660nm、1545.802nm和1546.900nm的9个FBG进行了温度实验。实验结果表明,在5～80℃的温度范围内,FBG的中心波长随温度变化呈良好的线性,线性度达到99.6%以上,温度测量的分辨率最高达到0.11℃,空间分辨率可达2m。 展开更多
关键词 弱反射 WDM OTDR 温度 分布式
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基于粉末烧结技术制备镱铝共掺大模场光子晶体光纤 被引量：5
15
作者 刘建涛 周桂耀 夏长明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期552-554,共3页
采用粉末烧结技术制备出高浓度镱铝共掺石英棒,Yb3+掺杂浓度为12 000ppm(wt).利用此掺镱石英棒作为纤芯,拉制出镱铝共掺大模场光子晶体光纤,光纤模场面积为550μm2,模场直径26μm.实验结果表明:光纤在近红外波段(850～1 033nm)出现一个... 采用粉末烧结技术制备出高浓度镱铝共掺石英棒,Yb3+掺杂浓度为12 000ppm(wt).利用此掺镱石英棒作为纤芯,拉制出镱铝共掺大模场光子晶体光纤,光纤模场面积为550μm2,模场直径26μm.实验结果表明:光纤在近红外波段(850～1 033nm)出现一个宽的吸收带,主吸收峰波长位于976nm,在此波长处吸收损耗高于10dB/m;采用波长为971nm的激光泵浦光纤,在1 050～1 125nm波长范围内产生高斯型的荧光峰,峰值波长位于1 088nm处,荧光半宽高45nm. 展开更多
关键词 粉末烧结法 镱铝共掺石英棒 大模场面积 光子晶体光纤
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液晶填充碲酸盐光子晶体光纤偏振旋转器 被引量：2
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作者 刘兆伦 安静 +1 位作者 韩颖 毕卫红 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期25-30,共6页
提出一种液晶填充碲酸盐玻璃的柚子型光子晶体光纤偏振旋转器,利用全矢量有限元法,对液晶填充碲酸盐玻璃的柚子型光子晶体光纤的偏振旋转特性进行数值模拟,并分析了光纤结构参数、环境温度、工作波长等对光纤偏振旋转特性的影响.研究结... 提出一种液晶填充碲酸盐玻璃的柚子型光子晶体光纤偏振旋转器,利用全矢量有限元法,对液晶填充碲酸盐玻璃的柚子型光子晶体光纤的偏振旋转特性进行数值模拟,并分析了光纤结构参数、环境温度、工作波长等对光纤偏振旋转特性的影响.研究结果表明:此种偏振旋转器具有较高的旋转效率、较低的工作串扰和较短的旋转长度,在工作波长为1.55μm、偏振角度为45°时,其值分别达到99.947%、-32.84dB和197μm;另外,随着光纤薄壁厚度的增加,旋转长度随之升高,随着工作波长的变大,旋转长度随之降低,随着温度的增加,旋转长度随之升高.这种新型的光子晶体光纤为偏振旋转器的研发提供了参考. 展开更多
关键词 光纤光学 光子晶体光纤 偏振旋转器 液晶 碲酸盐玻璃
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具有抗毁性的无线传感器网络有向拓扑模型 被引量：7
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作者 刘浩然 王星淇 +2 位作者 覃玉华 邓玉静 尹荣荣 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1225-1231,共7页
如何通过合理构建拓扑模型有效提高网络抵御攻击的能力,一直是该领域研究的热点之一.针对无线传感网络无标度拓扑在遭受不同攻击方式时抗毁性差的问题,本文结合节点出入度和介数中心性两种因素,同时考虑数据传输的有向性,提出衡量网络... 如何通过合理构建拓扑模型有效提高网络抵御攻击的能力,一直是该领域研究的热点之一.针对无线传感网络无标度拓扑在遭受不同攻击方式时抗毁性差的问题,本文结合节点出入度和介数中心性两种因素,同时考虑数据传输的有向性,提出衡量网络抗毁性的度量模型概念,将该模型引入择优连接概率中,构建具有抗毁性的无线传感器网络有向拓扑模型.理论证明网络节点出入度均服从幂律分布,符合无标度特性,仿真实验结果表明,在相同实验环境下,该文所构拓扑模型在最大连通分支比例和网络效率两方面均优于其他3种比较模型,具有更强的抗毁性. 展开更多
关键词 无线传感网络 抗毁性 节点出入度 介数中心性 有向性
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高非线性光子晶体光纤深紫外超连续谱的研究 被引量：2
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作者 杨建菊 韩颖 +5 位作者 王伟 周桂耀 赵兴涛 侯蓝田 屈玉玮 牛静霞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1215-1219,共5页
光子晶体光纤作为光学非线性良好介质,对超连续谱产生具有重要作用。深紫外超连续谱光源在许多应用中有急切的需求,然而由于实验条件和光纤参数等方面的影响,利用高非线性光子晶体光纤产生深紫外(<280nm)超连续谱的报道较少。通过理... 光子晶体光纤作为光学非线性良好介质,对超连续谱产生具有重要作用。深紫外超连续谱光源在许多应用中有急切的需求,然而由于实验条件和光纤参数等方面的影响,利用高非线性光子晶体光纤产生深紫外(<280nm)超连续谱的报道较少。通过理论和实验研究了高非线性光子晶体光纤在深紫外区的频率变换,并分析其产生的物理机理。使用钛宝石飞秒激光器将实验室自制的光子晶体光纤在反常色散区泵浦,研究了不同泵浦功率和泵浦波长对深紫外区超连续谱的影响,结果表明:泵浦波长固定为860nm时,深紫外频率光谱展宽范围随泵浦功率的增加而逐渐展宽;泵浦功率固定为0.4 W时,泵浦波长的增加不仅展宽超连续谱范围而且极大的提高了深紫外区光谱的转换效率。当泵浦波长为870nm,泵浦功率为0.4 W,实验所用光子晶体光纤长度为1.45m,零色散波长为825nm时,光子与色散波的交叉相位调制使深紫外基模超连续谱扩展到最短波长212nm。 展开更多
关键词 深紫外 光子晶体光纤 反常色散区 超连续谱
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全固三芯光子晶体光纤偏振分束器 被引量：2
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作者 刘兆伦 杜海丽 汪明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期29-33,共5页
设计分析了一种基于碲酸盐玻璃的全固态三芯光子晶体光纤偏振分束器.利用三芯光纤中存在的谐振耦合现象,调整光纤结构参量,使某一偏振光无限接近谐振耦合条件产生强耦合,而另一偏振光因远离谐振耦合而耦合程度较弱,实现不同偏振光的分离... 设计分析了一种基于碲酸盐玻璃的全固态三芯光子晶体光纤偏振分束器.利用三芯光纤中存在的谐振耦合现象,调整光纤结构参量,使某一偏振光无限接近谐振耦合条件产生强耦合,而另一偏振光因远离谐振耦合而耦合程度较弱,实现不同偏振光的分离.该偏振分束器长度短、超宽带、消光比高.在波长1 550nm处,偏振分束器长度仅为1.14mm,消光比高达-101.27dB;消光比小于-20dB的带宽达到100nm;消光比小于-10dB的带宽覆盖了E+S+C+L+U波段,高达350nm.此全固光子晶体光纤偏振分束器不仅性能优越,结构简单,且全固态的设计结构可有效避免光纤拉制过程中的空气孔坍塌,为设计更优性能的偏振分束器提供了思路. 展开更多
关键词 光纤光学 三芯光子晶体光纤 全固偏振分束器 全固光纤 碲酸盐玻璃
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工作波长为2.94µm保偏空芯负曲率光纤 被引量：1
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作者 韩颖 李正然 +8 位作者 朱维震 宋朋 周凡迪 杨骐豪 王彦 龚琳 杨慢 王伟 侯蓝田 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期696-703,共8页
提出一种保偏空芯负曲率光纤,可用于传输工作波长为2.94µm的中红外激光。首先通过调整y方向包层管的厚度和嵌套管到包层管内径的最大距离使y方向偏振模式与包层管表面模式发生微弱耦合,再通过优化纤芯直径和包层管的外径诱导y方向... 提出一种保偏空芯负曲率光纤,可用于传输工作波长为2.94µm的中红外激光。首先通过调整y方向包层管的厚度和嵌套管到包层管内径的最大距离使y方向偏振模式与包层管表面模式发生微弱耦合,再通过优化纤芯直径和包层管的外径诱导y方向偏振模式与包层管表面模式发生相位匹配,造成y方向偏振模式泄露出纤芯。包层管间的缝隙引导高阶模式泄露出纤芯,而x方向偏振模式因包层管和嵌套管的厚度具有抑制耦合的作用而保持低损耗传输。最终得到一种工作波长为2.94µm的保偏空芯负曲率光纤,x方向偏振模式的限制损耗为2.8×10^-2 dB/m,偏振消光比大于2×10^3,高阶模抑制比大于100,双折射为1.4×10^-5。当光纤y方向弯曲,且半径为25 cm时,弯曲损耗为0.62 dB/m。 展开更多
关键词 中红外激光 空芯 保偏 负曲率光纤
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