基于光纤气泡级联的高灵敏度马赫曾德干涉液体折射率传感器 被引量：15

1

作者 李辉栋 傅海威 +2 位作者 邵敏 闫旭 贾振安 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期78-82,共5页

通过化学腐蚀方法制作了一种基于光纤气泡级联马赫曾德干涉液体折射率传感器.在细芯光纤两端熔接切割端面被腐蚀的单模光纤,构成气泡-细芯光纤-气泡结构,该结构中两个气泡耦合光场,细芯光纤作为传感臂,构成光纤马赫曾德干涉仪.对该传感... 通过化学腐蚀方法制作了一种基于光纤气泡级联马赫曾德干涉液体折射率传感器.在细芯光纤两端熔接切割端面被腐蚀的单模光纤,构成气泡-细芯光纤-气泡结构,该结构中两个气泡耦合光场,细芯光纤作为传感臂,构成光纤马赫曾德干涉仪.对该传感器的干涉谱能量随折射率的变化规律进行了研究,结果表明：干涉谱的能量与环境折射率之间存在较好的线性关系,同时波长变化对环境折射率变化不敏感;当外界折射率变化范围在1.345-1.389时,传感器的灵敏度为-216.21dB/RIU.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 气泡 马赫曾德干涉仪 折射率 腐蚀 细芯光纤

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多芯光纤级联布喇格光纤光栅的横向压力与温度同时测量 被引量：10

2

作者 蒋友华 傅海威 +2 位作者 张静乐 贾振安 乔学光 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期118-123,共6页

提出并制作了一种基于多芯光纤与单模光纤错位构成的马赫-曾德尔干涉仪,将其与光纤布喇格光栅级联,形成的全光纤传感系统可实现横向压力和温度双参量同时测量.马赫-曾德尔干涉仪是利用多芯光纤和单模光纤的模场不匹配而发生模间干涉,当... 提出并制作了一种基于多芯光纤与单模光纤错位构成的马赫-曾德尔干涉仪,将其与光纤布喇格光栅级联,形成的全光纤传感系统可实现横向压力和温度双参量同时测量.马赫-曾德尔干涉仪是利用多芯光纤和单模光纤的模场不匹配而发生模间干涉,当外界横向压力直接作用在多芯光纤内部光场,干涉仪具有较高的灵敏度.实验结果表明:马赫-曾德尔干涉仪压力灵敏度为28.57nm/(N·mm^(-1)),线性度为0.997,而光纤布喇格光栅在一定范围内对压力变化不敏感;马赫-曾德干涉仪和光纤布喇格光栅对温度变化都具有较高的线性度,温度灵敏度分别为56.1pm/℃和11.3pm/℃.对于分辨率为0.02nm的光谱仪,传感器可实现的压力和温度测量分辨率分别为7.0×10^(-4)N/mm和0.03℃.马赫-曾德尔干涉仪的透射谱和光纤布拉光栅的谐振峰对横向压力和温度的变化有不同的光谱响应,利用光谱仪对传感器的透射谱实时监测,方便地实现了压力与温度双参量的测量.该传感器结构简单,灵敏度高,可用于不同领域的压力传感. 展开更多

关键词 光纤传感 多芯光纤 全光纤压力传感器 光纤马赫-曾德尔干涉仪 光纤布喇格光栅 双参量测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

纤芯失配的光纤Mach-Zehnder折射率传感器 被引量：5

3

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

波长和强度同时响应的锥形多模光纤温度传感器 被引量：3

4

作者 贾振安 段维维 +2 位作者 刘颖刚 张静乐 李康 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期331-335,共5页

通过将一段长为17mm的多模光纤两端分别与单模光纤对芯熔接,然后对多模光纤部分进行拉锥处理,得到一种波长和强度同时对温度响应的锥形多模光纤温度传感器。实验研究了30℃~80℃范围内传感器的温度传感特性。实验结果表明:当环境温度发... 通过将一段长为17mm的多模光纤两端分别与单模光纤对芯熔接,然后对多模光纤部分进行拉锥处理,得到一种波长和强度同时对温度响应的锥形多模光纤温度传感器。实验研究了30℃~80℃范围内传感器的温度传感特性。实验结果表明:当环境温度发生变化时,该传感器在1 542nm附近干涉波谷的波长和强度对温度的响应灵敏度分别可达到0.041nm/℃和0.106dB/℃,并且传感器干涉条纹的波长响应和强度响应之间呈良好的线性关系。基于传感器波长响应与强度响应之间的该线性关系,通过传感信号强度的检测即可实现干涉型光纤传感器的相位解调,该方法为传感解调信号提供了新思路,具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 温度传感器 锥型多模光纤 波长 强度 温度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于长周期光纤光栅和保偏光纤Sagnac环光谱特性的温度与应变测量研究 被引量：3

5

作者 邵敏 乔学光 +3 位作者 兆雪 傅海威 贾振安 冯德全 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2318-2321,共4页

提出并研制了一种结构简单、成本低廉的温度与应变同时测量系统,其结构是在保偏光纤Sagnac环内接入一个长周期光纤光栅(LPFG)。利用LPFG对保偏光纤Sagnac环的透射光谱进行调制,通过监测谐振峰波长和强度的变化,发现波长随温度和保偏光... 提出并研制了一种结构简单、成本低廉的温度与应变同时测量系统,其结构是在保偏光纤Sagnac环内接入一个长周期光纤光栅(LPFG)。利用LPFG对保偏光纤Sagnac环的透射光谱进行调制,通过监测谐振峰波长和强度的变化,发现波长随温度和保偏光纤的应变变化,强度随LPFG的应变变化,因此可以实现温度与应变的区分测量,并且可判断出应变的施加位置。实验得到该系统的温度灵敏度为0.181 81nm.℃-1,LPFG区的应变灵敏度为0.005 283dB.με-1,保偏光纤Sagnac环区的应变灵敏度为0.015 72nm.με-1。实验结果表明该方案可行,并具有一定的实用性。 展开更多

关键词 长周期光纤光栅 SAGNAC环 温度传感 应变传感

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于倏逝波的锥形光纤马赫-曾德尔湿度传感器 被引量：3

6

作者 蒋友华 傅海威 +2 位作者 丁继军 张静乐 乔学光 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期140-146,共7页

提出了一种基于倏逝波原理的光纤马赫-曾德尔湿度传感器,传感器是在2个单模光纤粗锥的传感臂中心通过绝热火焰熔融拉锥处理而成。光由传感器输入端传入,经过第1个粗锥时,将激发出若干高阶模,各模式光传输经过细锥区进入第2个粗锥时被耦... 提出了一种基于倏逝波原理的光纤马赫-曾德尔湿度传感器,传感器是在2个单模光纤粗锥的传感臂中心通过绝热火焰熔融拉锥处理而成。光由传感器输入端传入,经过第1个粗锥时,将激发出若干高阶模,各模式光传输经过细锥区进入第2个粗锥时被耦合进入传感器输出端。当外界湿度变化时,细锥区倏逝场随之变化,最终导致透射谱能量变化。通过测量透射谱能量变化,可以实现环境湿度传感测量。实验结果表明,在35%~85%RH的湿度变化范围内,透射谱的能量具有相同变化趋势,处于水蒸气吸收峰附近的干涉谷湿度响应灵敏度可达0.157dBm/%RH,温度交叉灵敏度仅为0.014%RH/℃。该传感器因其制作简单、灵敏度高,温度交叉敏感小等特点,具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 湿度传感 锥形光纤 倏逝波 光纤Mach-Zehnder干涉仪 交叉敏感

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种悬臂梁式光纤光栅振动传感器研究 被引量：10

7

作者 贾振安 张星 +1 位作者 李康 樊庆赓 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第1期21-24,共4页

针对悬臂梁式振动传感器进行了研究,主要阐述了传感器的工作原理与理论分析,并对传感器的幅频特性和灵敏度进行了实验研究。实验结果表明,振动传感器的固有频率为90Hz,传感器的灵敏度高达121pm/g(g=9.8m/s2为重力加速度),平坦区域为10～... 针对悬臂梁式振动传感器进行了研究,主要阐述了传感器的工作原理与理论分析,并对传感器的幅频特性和灵敏度进行了实验研究。实验结果表明,振动传感器的固有频率为90Hz,传感器的灵敏度高达121pm/g(g=9.8m/s2为重力加速度),平坦区域为10～50Hz,振动传感器在低频范围内具有较好的频率响应。最后对传感器的悬臂梁进行了疲劳分析与优化改进,使悬臂梁的疲劳寿命提高了150%。 展开更多

关键词 悬臂梁 光纤光栅 固有频率 灵敏度 疲劳分析 优化设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于弹性薄壁管的光纤光栅高频加速度检波器 被引量：7

8

作者 禹大宽 刘钦朋 +2 位作者 高宏 贾振安 乔学光 《光通信研究》 北大核心 2016年第3期50-52,共3页

针对非常规油气开采微地震监测检波器高频检测的要求,提出了一种基于弹性薄壁管的FBG（光纤布拉格光栅）高频微地震检波器,理论分析了该检波器的实验模型,并对检波器的幅频特性和加速度灵敏度进行了实验研究。实验结果表明：基于弹性薄... 针对非常规油气开采微地震监测检波器高频检测的要求,提出了一种基于弹性薄壁管的FBG（光纤布拉格光栅）高频微地震检波器,理论分析了该检波器的实验模型,并对检波器的幅频特性和加速度灵敏度进行了实验研究。实验结果表明：基于弹性薄壁管的FBG高频微地震检波器的固有频率为1 680 Hz;在50~1 200 Hz工作频率范围内,加速度与波长有很好的线性关系,线性拟合度为0.998 4,加速度响应灵敏度为4.393 2 pm/G,实验值与理论值的相对误差为0.15%。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤布拉格光栅 微地震检波器 灵敏度

在线阅读 下载PDF 职称材料

光纤Bragg光栅流量传感器的研究及进展 被引量：9

9

作者 禹大宽 贾振安 +1 位作者 乔学光 刘钦朋 《光通信研究》 北大核心 2008年第6期37-39,共3页

光纤Bragg光栅流量传感器是基于光信号的新型流量传感器。当光纤光栅受到流体的作用时,其波长、相位都会发生变化,通过检测光信号的变化就可得到外界流量的变化。文章主要介绍了几种光纤光栅流量传感器的工作机理,分析了各种流量传感器... 光纤Bragg光栅流量传感器是基于光信号的新型流量传感器。当光纤光栅受到流体的作用时,其波长、相位都会发生变化,通过检测光信号的变化就可得到外界流量的变化。文章主要介绍了几种光纤光栅流量传感器的工作机理,分析了各种流量传感器的优缺点,并对光纤光栅流量传感器的发展进行了展望。 展开更多

关键词 光纤BRAGG光栅 流量测量 传感器

在线阅读 下载PDF 职称材料

超短脉冲在光学介质中传输的B积分特性 被引量：1

10

作者 邵敏 傅海威 +1 位作者 林尊琪 乔学光 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1776-1780,共5页

从非线性薛定谔方程出发,利用分步傅里叶算法对其进行求解,数值模拟了在超短脉冲激光系统中几种光学介质中的B积分传输规律,并对其特性进行了简要分析。数值计算结果表明,初始脉冲的输入光强与光学介质的增益系数的增大会使B积分值增加... 从非线性薛定谔方程出发,利用分步傅里叶算法对其进行求解,数值模拟了在超短脉冲激光系统中几种光学介质中的B积分传输规律,并对其特性进行了简要分析。数值计算结果表明,初始脉冲的输入光强与光学介质的增益系数的增大会使B积分值增加。脉冲形状对B积分值有一定影响,与飞秒高斯脉冲比较,当输入为ps级的啁啾脉冲时,B积分较小。针对所选计算模型,适当的群速色散与高阶色散可以减小B积分值。这对超短脉冲放大系统的设计有参考意义。 展开更多

关键词 B积分 非线性薛定谔方程 光学介质 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

微纳色散补偿光纤光栅的折射率传感特性研究 被引量：1

11

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于熔融拉锥的高灵敏干涉型微光纤氨气传感器 被引量：5

12

作者 张敏 傅海威 +4 位作者 丁继军 李辉栋 张静乐 朱艺 邵敏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期170-175,共6页

利用光纤火焰熔融拉锥法,制作了一种高灵敏微光纤氨气(NH_3)传感器.该传感器将一段长度为10mm的保偏光纤接入普通单模光纤中,通过光纤火焰熔融拉锥机将保偏光纤熔融拉伸至直径为8.33μm制作而成.该结构基于马赫-曾德干涉仪的原理,利用... 利用光纤火焰熔融拉锥法,制作了一种高灵敏微光纤氨气(NH_3)传感器.该传感器将一段长度为10mm的保偏光纤接入普通单模光纤中,通过光纤火焰熔融拉锥机将保偏光纤熔融拉伸至直径为8.33μm制作而成.该结构基于马赫-曾德干涉仪的原理,利用保偏光纤纤芯模与包层模相互作用实现模间干涉.外界环境中NH_3浓度变化时,细锥区倏逝场发生变化,通过检测透射谱中波长的漂移,实现传感器对环境中NH_3浓度的测量.实验结果表明,当NH_3浓度由8ppm^56ppm变化时,透射谱向长波方向移动约5nm,且NH_3浓度与波长漂移成二次拟合.在NH_3浓度为32ppm^56ppm变化时,可将NH_3浓度与波长漂移近似看成线性关系,此时传感器的灵敏度为176.08pm/ppm.该传感器具有体积小,制作简单,灵敏度高等优点,可用于不同领域的NH_3传感测量. 展开更多

关键词 微型光纤 马赫曾德干涉仪 氨气传感器 熔融拉锥 倏逝场

在线阅读 下载PDF 职称材料