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空芯光纤

自从Hldaka川等首先提出了用于传输CO:激光的低损耗、中红外氧化物玻璃空芯光纤以来,对这种红外材料的研究日益受到人们的重视,许多国家都投入了大量的人力、物力进行了研究。作为替代卤化物和硫系玻璃芯皮结构光纤的一种新型材料,空芯光纤有许多优点:以空气作为传输媒质,在8一13拌m波段内吸收损耗低,以氧化物玻璃作为光纤的包皮材料,可以传输较大功率的CO:激光,而且由于氧化物玻璃的化学性能和这种新型光纤的本身特性,其对材料纯度的要求不是很高。为了使这种新型的红外光纤一旱日在工业、医疗等方面得到应用,世界各国都加快了研究进度。本文对空芯光纤的研究系统、传输原理及发展进行了系统的总结,提出了今后研究的方向。1研究空芯光纤的基础理论 众所周知.氧化物玻璃本身并不能传输波长为10.6产m的CO:激光,但可以利用材料的反常色散特性比’〕来实现。研究新型的传输CO:激光的空芯光纤,其一项关键的技术性能指标就是要求在10.6拼m处有反常色散发生.以...  (本文共2页) 阅读全文>>

《光学学报》2017年06期
光学学报

光强检测型空芯光纤表面等离子体共振传感器

表面等离子体共振(SPR)传感技术是一种基于表面灵敏度分析的新兴检测技术。SPR传感器可有效感应不同折射率的媒质,操作方便且灵敏度高,因而得到了广泛应用[1-3]。传统的SPR传感器一般采用Kretschmann-Raether和Otto型结构[4-5],这两种传感器的内部均含有棱镜等光学器件,致使传感器体积相对较大且操控繁琐。新型光纤SPR传感器具有结构简单和低损耗的特点,因此受到了研究人员的广泛关注[6-9]。现有的实芯光纤SPR传感器的结构可分为三层,内层为纤芯,中间层为金属膜,外层为待分析物,待分析物与金属膜直接接触,从而可对待分析物进行检测。为了激发SPR现象,待分析物的折射率应低于纤芯折射率,从而使入射光能够发生全反射。常用的光纤纤芯材料是折射率为1.46的石英玻璃,因此这种以石英玻璃作为纤芯材料的光纤SPR传感器可检测的物质折射率应小于1.46,可检测的折射率范围相对较小。若想检测折射率更高的物质,就需要选择更高折...  (本文共8页) 阅读全文>>

《光学学报》2013年07期
光学学报

基于金属膜空芯光纤的有色溶液浓度传感系统

1引言溶液浓度的检测在日常环境监测、工业过程监控和医药生产等方面均有重要应用[1]。国内外对溶液浓度检测进行了广泛的研究,有多种方法可以测量溶液浓度,主要有通过测量溶液折射率获得浓度值的方法[2-3]和光谱吸收法。前者主要应用于透明溶液浓度的测量,常用的有法布里-珀罗(F-P)干涉法[2-4]、迈克耳孙干涉法[5]以及2011年提出的液芯布拉格光纤传感方法[6]。分光光度法[7]是最常见的基于光谱吸收法的溶液浓度测量方法,已广泛应用于各种物质的检测[8]。分光光度法的吸收池通常为比色皿。受比色皿长度和结构的限制,其测量灵敏度、系统光耦合效率和传输效率等均难以达到较高的水平。已有以空芯光子晶体光纤(HC-PCF)取代0706001-1比色皿成为吸收池的研究,并且取得了良好的效果[9]。其测量灵敏度比商用分光光度计高1倍。本文以光谱吸收法为基础,针对吸收池进行改进。利用金属膜空芯光纤的优越特性,搭建了稳定实用、性价比高的有色溶液浓度...  (本文共6页) 阅读全文>>

复旦大学
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光谱吸收式紫外空芯光纤气体传感系统研究

随着现代工业的发展,各种有毒有害气体对人类的危害也越来越严重,并且逐渐影响了人们的日常生活。近来广受大众关注的PM2.5其主要来源便是汽车尾气、各类挥发性有机物等。利用光纤技术,开发小巧便携、准确可靠并且能够在线实时连续监测的全光纤气体检测技术和仪器,具有十分重要的实用价值。空芯光纤最初作为红外传能光纤提出,如今其应用波段和应用场合正在不断拓展。空芯光纤具有能量损伤阈值高、无端面损耗等优势,在激光能量传输、传感应用等方面有良好的发展前景。利用其中空的特点,可将其作为传感气室直接应用于气体传感系统中。由于铝膜在紫外波段具有高反射特性,内表面镀铝的泄漏型金属空芯光纤被研制出来,它在紫外有着较低的传输损耗。因此,利用镀铝膜金属空芯光纤进行紫外传感成为可能。本文利用低损耗紫外空芯光纤作为气体传感气室,制作了适合于系统传输的连接器,结合紫外-可见光光源和微型光谱仪,搭建了光谱吸收式紫外气体传感系统。建立了传感系统气体吸收理论模型,分析了气...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

复旦大学
复旦大学

波导吸收池气体传感系统的时间响应特性

气体传感技术被广泛应用于工农业生产、环境监测、医疗卫生以及军事等领域。传统的非光学式气体检测仪虽然可以达到较低的检测限,但是很容易受其它气体成分的交叉灵敏,而且其响应速度较慢,可重复利用率低,使用寿命较短,难以实时连续监测。基于气体分子对红外、紫外光波的特征吸收原理,光谱吸收式气体传感器具有灵敏度高、气体针对性强和无损检测等优点,所以一直被国内外的研究者关注。近年来,光波导研究的发展和成熟,使其作为吸收池的应用研究成为热点。相比传统的不锈钢准直气腔、多径反射型气腔,以空芯光纤(HWG)、光子晶体光纤(PBGF)为代表的波导式吸收池具有光传输损耗低、与系统元件耦合稳定、抗外界电磁干扰能力强等特性。其基本结构为内壁镀膜的毛细玻璃管,所需样品气量微小,且具有良好的柔韧性。然而,小内径毛细管气室结构需要较长的样气采集时间。当系统需要使用较长的光纤波导来提高测量精度时,换气时间可能长达数个小时而成为限制系统应用领域的关键因素。另外,长光纤...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

太阳能传输用空芯光纤的制备与损耗研究

为解决地球上日益紧张的能源危机,人们逐渐将目光转向太阳能,选择纤维光学和太阳能利用技术结合的方法对室内进行照明,可以最大程度的节约能源。本文以太阳能传输用空芯光纤的制备与损耗研究为课题,选取内径为lmm光纤作为基管,利用液相法在内壁先后镀制金属银膜和电介质PMMA膜层,通过太阳能收集器耦合进入Ag/PMMA泄漏型空芯光纤后,测试其损耗和衰减速率,评价其传输性能。本实验中设计的太阳能收集器主要收集380—1500nm波长范围的光,根据抛物面镜聚焦原理把平行入射的太阳能汇聚成一个点光源,再导入空芯光纤进行传输。把光纤与收集器组装后,为了减小光斑直径引起的能量密度带来的影响和误差,测量中午十二点至两点时间范围段太阳能光密度变化变化来评价装置的稳定性。Ag/PMMA泄漏型空芯光纤利用全反射原理传输太阳光,金属银膜在380—1500nm波长范围内反射率高达90%,为减小银膜表面氧化引起的色散效应,须在银膜上涂覆PMMA透明电介质层,对Ag...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>