检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2022年第10期51卷 1-23页

作者：何俊徐锡镇贺佳吴嘉烽李卓达王义平深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部重点实验室广东深圳518060 深圳大学广东省光纤传感技术粤港联合研究中心广东深圳518060

在高速飞行器、航空发动机、核反应堆等国防安全和国民经济的重要领域,需要实现1800℃以上的高温原位测量.常规石英光纤传感器受限于材料特性,无法在1000℃以上高温环境中长期稳定使用.单晶蓝宝石光纤具有极高的熔点(2053℃)和较低的传... 详细信息

在高速飞行器、航空发动机、核反应堆等国防安全和国民经济的重要领域,需要实现1800℃以上的高温原位测量.常规石英光纤传感器受限于材料特性,无法在1000℃以上高温环境中长期稳定使用.单晶蓝宝石光纤具有极高的熔点(2053℃)和较低的传输损耗,是一种良好的高温传感材料.在单晶蓝宝石光纤内部刻写布拉格光栅,可以研制出蓝宝石光纤光栅传感器,具有耐温性能好、测量精度高、便于多点测量等优点,是当前最具发展前景的新型高温传感器件.首先介绍了蓝宝石光纤光栅高温传感器的工作原理和理论模型,接着介绍了利用飞秒激光制备蓝宝石光纤光栅的三种主流技术,包括相位掩模板扫描法、双光束干涉法、直写法,并从制备效率、光谱质量等方面比较了三种技术的优劣,指出飞秒激光直写法是制备蓝宝石光纤光栅高温传感器的最佳手段;然后介绍了蓝宝石光纤光栅的光谱优化方法,包括如何减小光栅光谱带宽和如何降低光谱噪声;进一步介绍了蓝宝石光纤光栅的高温传感特性、封装工艺及高温温度、应变传感应用;最后展望了蓝宝石光纤光栅传感器的未来发展趋势.蓝宝石光纤光栅高温传感器的快速发展和大规模推广应用,必将有助于解决当前我国航空航天、核电等领域重大装备结构健康监测的卡脖子难题.

关键词：高温传感器蓝宝石光纤光栅飞秒激光微加工

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基于并联集成光纤布拉格光栅的温度不敏感矢量弯曲传感器

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中国科学：技术科学 2021年第2期51卷 241-248页

作者：邵来鹏包维佳刘申杜斌杨凯明付彩玲刘雪雅李正勇王义平深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳518060 深圳大学广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳市物联网光子器件与传感系统重点实验室深圳518060

本文提出一种利用飞秒激光逐线法制备并联集成光纤光栅阵列的技术,该光纤光栅阵列中的每个光纤光栅被制备在多模光纤纤芯轴向的相同位置但是径向的不同方位.利用该光纤光栅阵列实现了温度不敏感的矢量弯曲传感器,该传感器不仅可以实现... 详细信息

本文提出一种利用飞秒激光逐线法制备并联集成光纤光栅阵列的技术,该光纤光栅阵列中的每个光纤光栅被制备在多模光纤纤芯轴向的相同位置但是径向的不同方位.利用该光纤光栅阵列实现了温度不敏感的矢量弯曲传感器,该传感器不仅可以实现弯曲曲率的测量,而且可以实现任意弯曲方向的判定.通过引入等效光纤光栅的解调方法,即对光纤光栅的反射波长变化做差分运算克服了该传感器弯曲和温度之间的交叉敏感问题,同时将传感器的弯曲灵敏度提高了几乎一倍,从而极大地提高了弯曲传感器的分辨率.因此,该矢量弯曲传感器可实现智能工程结构的弯曲曲率和弯曲方向的实时监测.

关键词：光纤传感器光纤光栅弯曲传感器矢量传感器飞秒激光

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基于光纤端面双光子聚合微柱的丙酮气体传感器

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中国激光 2022年第12期49卷 304-311页

作者：刘丹赵聪纪朋蔡智濠李博哲邹梦强廖常锐深圳大学物理与光电工程学院教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室广东深圳518060 深圳大学广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳市物联网光子器件与传感系统重点实验室广东深圳518060

随着社会经济水平的不断提高,糖尿病患者的数量和比例正在迅速增加。目前糖尿病人的血糖浓度监测都是通过血糖仪实现,这种有创的方法不仅繁琐,还会给病人造成负担和痛苦,不适合作为糖尿病患者血糖浓度的长期监测手段。呼吸气体中的丙酮... 详细信息

随着社会经济水平的不断提高,糖尿病患者的数量和比例正在迅速增加。目前糖尿病人的血糖浓度监测都是通过血糖仪实现,这种有创的方法不仅繁琐,还会给病人造成负担和痛苦,不适合作为糖尿病患者血糖浓度的长期监测手段。呼吸气体中的丙酮浓度可以反映人体的血糖浓度,因此,可以用无创的方式,通过测量呼吸气体中丙酮的浓度来达到对糖尿病人血糖浓度监测的目的。通过飞秒激光诱导的双光子聚合技术,在单模光纤端面制备了聚合物微柱,设计了一种用于丙酮气体浓度检测的新型光纤传感器。当构成微柱的聚合物材料吸收丙酮气体后,由微柱结构与光纤端面构成的法布里-珀罗干涉仪的反射光谱会发生相应的漂移。传感器对丙酮气体浓度的检测范围为1×10^(-9)~1×10^(-3),检测下限达到1×10^(-9),传感器具备对呼吸气体中低浓度丙酮气体检测的能力。该传感器具有高灵敏度、高集成度、简单易用等特点,有望通过无创的呼吸检测方式,成为糖尿病人血糖浓度检测的新手段。

关键词：传感器双光子聚合法布里-珀罗干涉仪光纤传感丙酮糖尿病

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飞秒激光逐点法制备光纤布拉格光栅高温传感器阵列

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光学学报 2021年第13期41卷 15-23页

作者：陈梓泳何俊徐锡镇贺佳许百杰杜斌廖常锐王义平深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室广东深圳518060 深圳大学广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳市物联网光子器件与传感系统重点实验室广东深圳518060

高温传感器在航空航天、核能电力、冶金工业等领域有着重要的研究与应用价值.为了实现光纤布拉格光栅(FBG)在高温传感领域的应用,研究了FBG阵列的制备技术、退火工艺和温度-波长拟合方法.首先,利用飞秒激光逐点法制备波分复用FBG阵列,... 详细信息

高温传感器在航空航天、核能电力、冶金工业等领域有着重要的研究与应用价值.为了实现光纤布拉格光栅(FBG)在高温传感领域的应用,研究了FBG阵列的制备技术、退火工艺和温度-波长拟合方法.首先,利用飞秒激光逐点法制备波分复用FBG阵列,并采用优化的工艺参数(飞秒激光脉冲能量、光纤移动速度、FBG长度)制备了1510～1580 nm范围内9个不同波长的FBG阵列.然后,研究了退火温度和退火时间对FBG中心波长的影响,通过高温长时间退火(700℃、195 h)处理提高了FBG的波长稳定性,在700℃下FBG的波长漂移率小于-2 pm/h.最后,研究了不同中心波长FBG的高温响应特性,获得了不同中心波长FBG的通用温度-波长拟合函数.实验结果表明,在700℃高温下FBG阵列传感器的测温精度优于±1.8℃,该传感器有望应用于航空发动机、高速飞行器、核反应堆堆芯等极端环境中的高温测量.

关键词：光纤光学光纤传感器光纤布拉格光栅高温传感器飞秒激光

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基于光纤随机激光的1.7μm波段高功率涡旋光束产生

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光学学报 2023年第22期43卷 222-229页

作者：于观玉张春香黄政刘锐马瑞白志勇范滇元刘军深圳大学微纳光电子学研究院二维材料光电科技国际合作联合实验室广东深圳518060 深圳技术大学工程物理学院广东深圳518118 深圳大学物理与光电工程学院光纤传感技术粤港联合研究中心广东深圳518060

1.7μm激光处于眼安全波段并位于许多重要气体分子的指纹吸收峰,在生物医疗、气体传感等领域具有重要应用价值。而涡旋光束作为一种新兴的结构光场,其具有环形光强分布和螺旋相位波前,并携带轨道角动量,在光通信、微粒操控等领域应用广... 详细信息

1.7μm激光处于眼安全波段并位于许多重要气体分子的指纹吸收峰,在生物医疗、气体传感等领域具有重要应用价值。而涡旋光束作为一种新兴的结构光场,其具有环形光强分布和螺旋相位波前,并携带轨道角动量,在光通信、微粒操控等领域应用广泛。因此发展1.7μm高能涡旋激光器具有重要的研究价值和应用前景。但传统稀土离子掺杂光纤或晶体的发射谱,或难以覆盖该波段,或在该波段激光增益较小,且涡旋光产生主要基于空间光结构,导致1.7μm波段涡旋光激光系统复杂、集成度低,难以实现高功率输出。本文利用螺旋长周期光纤光栅作为涡旋模式转换器,在基于受激拉曼散射效应的1.7μm波段光纤随机激光半开放腔中实现了全光纤结构的高功率涡旋激光输出,最大输出功率为2.09 W,中心波长为1690 nm。得益于涡旋光纤随机激光器的全光纤结构,该装置具有良好的时域稳定性,短时时域波动低至2.8%。该研究结果不仅为实现兼具高功率输出和良好时域稳定性的紧凑型1.7μm波段涡旋激光器提供有效方案,还能进一步拓展其在激光医疗、气体检测、光镊和生物成像等领域的应用。

关键词： 1.7μm波段涡旋光束光纤随机激光器螺旋长周期光纤光栅涡旋光纤随机激光器

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D型高双折射光子晶体光纤的折射率传感特性研究

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光子学报 2022年第3期51卷 196-205页

作者：伍铁生杨祖宁张慧仙刘智慧杨丹钟旭刘岩刘锐桂林电子科技大学信息与通信学院广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西桂林541004 深圳大学光电工程学院光电子器件与系统教育部重点实验室广东深圳518060 深圳大学光电工程学院广东省光纤传感技术粤港联合研究中心广东深圳518060

基于表面等离子体共振(SPR)原理,分析了D型高双折射光子晶体光纤(HB-PCF)的折射率传感特性。模拟研究了抛磨角度对双折射、折射率传感灵敏度的影响。仿真结果表明:当抛磨面离纤芯的高度小于1.5倍占空比时,抛磨面离纤芯越近,双折射越小;... 详细信息

基于表面等离子体共振(SPR)原理,分析了D型高双折射光子晶体光纤(HB-PCF)的折射率传感特性。模拟研究了抛磨角度对双折射、折射率传感灵敏度的影响。仿真结果表明:当抛磨面离纤芯的高度小于1.5倍占空比时,抛磨面离纤芯越近,双折射越小;随着抛磨角度的增加,双折射先增加后减小,折射率传感灵敏度随之减小;当抛磨角度为0°且折射率范围在1.330~1.390时,D型HB-PCF的平均折射率灵敏度高达2833.33 nm/RIU。此外,制备了一种D型高双折射率光子晶体光纤SPR传感器,实验测得其折射率灵敏度约为1711.83 nm/RIU。D型HB-PCF SPR传感器可应用于生物、化学和环境监测等领域。

关键词：光子晶体光纤表面等离子体共振折射率传感器侧边抛磨

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一种多层Zr/SiO_(2)结构的超宽带完美吸波体

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光学学报 2021年第5期41卷 99-108页

作者：伍铁生王学玉张慧仙王宜颖曹卫平王义平桂林电子科技大学信息与通信学院广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西桂林541004 深圳大学光电工程学院光电子器件与系统教育部重点实验室广东深圳518060 深圳大学光电工程学院广东省光纤传感技术粤港联合研究中心广东深圳518060

平面金属/介质薄膜结构吸波体的吸收性能优越,制备过程简单,应用前景广阔,因此备受关注。为了提高吸收性能,提出了一种基于Fabry-Perot(FP)共振吸收的具有多层Zr/SiO_(2)结构的超宽带完美吸波体。通过传输矩阵法并结合遗传算法,对结构... 详细信息

平面金属/介质薄膜结构吸波体的吸收性能优越,制备过程简单,应用前景广阔,因此备受关注。为了提高吸收性能,提出了一种基于Fabry-Perot(FP)共振吸收的具有多层Zr/SiO_(2)结构的超宽带完美吸波体。通过传输矩阵法并结合遗传算法,对结构参数进行了优化。计算结果表明,具有10层Zr/SiO_(2)结构(构成了4个串联FP腔)的吸波体在0.4~3.0μm波长范围内的最低吸收效率均超过96.6%,平均吸收效率高达98.6%。即使只设置4层结构,其在该波段的平均吸收效率依然可达91.5%。同时分析了该结构在其他波段的吸收特性,并计算了其平均吸收效率与层数之间的关系。与其他复杂结构的吸波体相比,所设计的吸波体具有工作带宽大、吸收效率高和结构简单等特点,在太阳能收集、热辐射器、红外隐身等领域有广阔的应用前景。

关键词：材料薄膜结构吸波体宽带吸收 Fabry-Perot腔

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光纤集成微纳结构器件的双光子聚合制备及应用

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激光与光电子学进展 2021年第13期58卷 62-74页

作者：廖常锐李博哲邹梦强熊聪朱梦余建李驰王义平深圳大学物理与光电工程学院教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室广东深圳518060 深圳大学广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳市物联网光子器件与传感系统重点实验室广东深圳518060

随着光纤技术的发展,光纤器件的结构越来越复杂,功能越来越多样,体积也越来越小,这对光纤器件的加工提出了很大的挑战。飞秒激光双光子聚合方法具有突破光学衍射极限的超高加工精度和无掩模直写的真三维加工能力,在微纳结构加工中拥有... 详细信息

随着光纤技术的发展,光纤器件的结构越来越复杂,功能越来越多样,体积也越来越小,这对光纤器件的加工提出了很大的挑战。飞秒激光双光子聚合方法具有突破光学衍射极限的超高加工精度和无掩模直写的真三维加工能力,在微纳结构加工中拥有独特优势,为微纳结构与光纤集成提供了一种全新的思路和可能性。介绍飞秒激光双光子聚合制备光纤微纳结构器件方向的最新研究进展、应用前景与展望。

关键词：光纤光学双光子聚合飞秒激光光纤器件微纳结构光学微腔微透镜器件

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基于双光子聚合3D打印的MEMS传感器研究进展(特邀)

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中国激光 2024年第12期51卷 309-328页

作者：王裕鑫廖常锐邹梦强包维佳刘德军张立王义平深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市超快激光微纳制造重点实验室广东深圳518060 深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳物联网光子器件与传感系统重点实验室广东深圳518060 香港中文大学机械与自动化工程学系中国香港沙田999077

双光子聚合3D打印技术结合了光学非线性效应与飞秒激光超短脉冲和超高峰值强度,为材料加工带来了革命性改变。该技术从时间和空间两个维度将飞秒激光脉冲紧聚焦于光刻胶内部并诱导双光子聚合发生,实现了聚合物3D微纳结构的增材制造,为... 详细信息

双光子聚合3D打印技术结合了光学非线性效应与飞秒激光超短脉冲和超高峰值强度,为材料加工带来了革命性改变。该技术从时间和空间两个维度将飞秒激光脉冲紧聚焦于光刻胶内部并诱导双光子聚合发生,实现了聚合物3D微纳结构的增材制造,为微机电系统(MEMS)传感器的发展和应用提供了新方法。本文首先介绍了双光子聚合3D打印的概念和原理,然后对该技术在MEMS传感器方面的研究进展进行了全面综述,最后展望了该技术的发展方向。

关键词：微机电系统飞秒激光双光子聚合 3D打印微纳加工传感器

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飞秒激光制备非线性光子晶体研究进展

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中国激光 2023年第8期50卷 230-249页

作者：黎隆富张乐然徐力群李欣廖常锐王义平吴东深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室广东深圳518060 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230026 深圳大学广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳市物联网光子器件与传感系统重点实验室广东深圳518060 国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230601 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230601

非线性光子晶体能够实现高效的非线性光学过程,其制备手段吸引了该领域研究者的高度关注。飞秒激光加工技术具有极高的精度、分辨率和灵活性,相比传统的非线性结构制备工艺具有独特的优势。总结归纳了利用飞秒激光加工技术构建非线性光... 详细信息

非线性光子晶体能够实现高效的非线性光学过程,其制备手段吸引了该领域研究者的高度关注。飞秒激光加工技术具有极高的精度、分辨率和灵活性,相比传统的非线性结构制备工艺具有独特的优势。总结归纳了利用飞秒激光加工技术构建非线性光子晶体的研究进展,并对涉及的准相位匹配原理进行了简要介绍。讨论了飞秒激光反转铁电畴和擦除非线性系数的加工机理,论述了这两种方式在多种维度非线性光子晶体加工方面的实验成果和应用。最后分析了目前飞秒激光加工非线性光子晶体所遇到的挑战,并展望了未来的发展前景。

关键词：激光光学飞秒激光微纳加工非线性光子晶体准相位匹配非线性光束整形

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