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半导体光电 2017年第3期38卷 315-320,381页

作者：赵明富邹文根罗彬彬邹雪石胜辉汤斌徐杨非重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054 重庆理工大学重庆市现代光电检测技术与仪器重点实验室重庆400054

为提高现有光纤pH值传感器的检测灵敏度和检测范围,降低弯曲以及温度交叉敏感的影响,提出以pH值敏感型智能水凝胶为敏感膜的细直径极大倾角光纤光栅(Thin Excessively Tilted Fiber Grating,Thin-Ex-TFG)pH值传感器。理论上分析了影响... 详细信息

为提高现有光纤pH值传感器的检测灵敏度和检测范围,降低弯曲以及温度交叉敏感的影响,提出以pH值敏感型智能水凝胶为敏感膜的细直径极大倾角光纤光栅(Thin Excessively Tilted Fiber Grating,Thin-Ex-TFG)pH值传感器。理论上分析了影响传感器灵敏度的因素,研究了提高传感器灵敏度的方案。然后,制作出不同封装厚度的Thin-Ex-TFG pH值传感器,进行实验研究。实验结果表明:Thin-Ex-TFG pH值传感器相比基于光纤Bragg光栅和长周期光纤光栅的pH值传感器,检测灵敏度(最大可达-0.704nm/pH)和响应范围(pH值2~7)均有提高;与标准直径极大倾角光纤光栅相比,其检测灵敏度也有所提升。此外,增加水凝胶涂覆厚度或减少光纤光栅包层直径均能有效地提高pH值检测的灵敏度,实验结果与理论分析吻合。

关键词： pH 细直径极大倾角光纤光栅智能水凝胶灵敏度交叉敏感

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紫外-可见光谱水质检测系统的多束LED光纤耦合研究

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半导体光电 2017年第6期38卷 883-887页

作者：赵明富邓思兴汤斌唐平陈海军重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054 重庆理工大学重庆市现代光电检测技术与仪器重点实验室重庆400054

针对紫外-可见光谱水质检测系统单个LED光源输出功率低、光束质量差的问题,提出了一种多束紫外LED光源与光纤合束耦合的结构设计方案。运用ZEMAX光学分析软件开展了仿真设计研究,针对紫外LED光源与光纤耦合发散角较大的问题,设计了非球... 详细信息

针对紫外-可见光谱水质检测系统单个LED光源输出功率低、光束质量差的问题,提出了一种多束紫外LED光源与光纤合束耦合的结构设计方案。运用ZEMAX光学分析软件开展了仿真设计研究,针对紫外LED光源与光纤耦合发散角较大的问题,设计了非球面准直透镜,准直后发散角为0.403mrad;针对光束尺寸与光纤的匹配问题,进行了消色差双分离聚焦耦合透镜的设计。实验结果表明,合束LED光束汇聚的弥散斑的RMS尺寸为186.412μm,GEO点尺寸为290.071μm,光束中95%以上的能量集中在300μm以内,实现了多束LED光源与光纤的高效耦合。

关键词：紫外-可见光谱法多束紫外LED 准直聚焦光纤耦合 ZEMAX

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扭转螺旋型力学微弯长周期光纤光栅的光谱特性

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光学精密工程 2017年第7期25卷 1771-1776页

作者：石胜辉赵明富罗彬彬汤斌陈立功重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054 重庆理工大学现代光电检测技术与仪器重点重庆市实验室重庆400054

利用两个交替放置的周期性V型刻槽板对均匀扭转后的普通单模光纤径向施力制作螺旋型力学微弯长周期光纤光栅(H-MLPFG)。通过实验研究了周期压力和扭转率对该光栅传输谱特性的影响,以及其偏振相关特性。结果表明,施加在光纤的径向压力可... 详细信息

利用两个交替放置的周期性V型刻槽板对均匀扭转后的普通单模光纤径向施力制作螺旋型力学微弯长周期光纤光栅(H-MLPFG)。通过实验研究了周期压力和扭转率对该光栅传输谱特性的影响,以及其偏振相关特性。结果表明,施加在光纤的径向压力可以改变H-MLPFG的耦合强度,但不影响其谐振波长变化,LP_(13)耦合模耦合强度在波长1 549.75nm处为30.1dB。当光纤扭转率由0增大到5.38rad/cm,LP_(11)、LP_(12)和LP_(13)模对应的扭转灵敏度分别为1.59、1.82和2.24nm/(rad·cm^(-1))。光纤扭转率为0.90rad/cm时,LP_(13)包层模具有最大偏振相关损耗,在波长1 550.45nm处偏振相关损耗约为6.86dB,对应的谐振波长分离值为1.4nm。该方法制作的LPFG模式耦合强度和谐振波长具有可调谐和可重构性的优点、且结构简单,在光纤通信和传感领域具有潜在的应用价值。

关键词：光纤光学长周期光纤光栅微弯效应光弹效应扭转

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基于荧光猝灭原理的塑料光纤溶解氧传感器

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半导体光电 2017年第1期38卷 26-29页

作者：赵明富周慧李成成田霞邹文根钟年丙重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054 重庆理工大学重庆市现代光电检测技术与仪器重点实验室重庆400054

为了在线测量微生物燃料电池内溶解氧浓度,提高微生物燃料电池的产电效率,利用荧光猝灭原理,采用邻啡咯啉钌作为荧光标记物,并采用溶胶-凝胶法制备了氧敏感膜。将该敏感膜固定在塑料光纤表面,通过测量荧光指示剂发出的荧光强度实现了对... 详细信息

为了在线测量微生物燃料电池内溶解氧浓度,提高微生物燃料电池的产电效率,利用荧光猝灭原理,采用邻啡咯啉钌作为荧光标记物,并采用溶胶-凝胶法制备了氧敏感膜。将该敏感膜固定在塑料光纤表面,通过测量荧光指示剂发出的荧光强度实现了对溶解氧浓度的测量。实验结果表明,传感器的相对荧光强度与溶解氧浓度具有较好的线性关系,拟合系数达到0.980 7,且传感器具有良好的可逆性。

关键词：塑料光纤荧光猝灭溶解氧传感器

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基于铜离子沉积石墨烯涂层锥形光子晶体光纤的硫化氢传感器

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光子学报 2017年第9期46卷 38-42页

作者：冯序杨晓占黄国家邓大申秦祥冯文林重庆理工大学理学院物理与能源系重庆400054 广州特种承压设备检测研究院广州510663 现代光电检测技术与仪器重庆市重点实验室重庆400054

提出一种基于铜沉积石墨烯涂层光子晶体光纤马赫-曾德干涉的硫化氢气敏传感器.将45mm光子晶体光纤两端与单模光纤进行拉锥熔接,使得光子晶体光纤的空气孔熔接时形成塌陷层,更好地激发包层模式,形成基于马赫-曾德结构的干涉仪.采用单层... 详细信息

提出一种基于铜沉积石墨烯涂层光子晶体光纤马赫-曾德干涉的硫化氢气敏传感器.将45mm光子晶体光纤两端与单模光纤进行拉锥熔接,使得光子晶体光纤的空气孔熔接时形成塌陷层,更好地激发包层模式,形成基于马赫-曾德结构的干涉仪.采用单层石墨烯粉体,加入异丙醇分散液,反复浸涂至光子晶体光纤包层表面形成石墨烯涂层,并沉积铜纳米颗粒,使传感器对硫化氢气体具有高的响应度.实验结果表明,在硫化氢气体浓度为0~60ppm范围内,随着被测气体浓度不断增大,其输出光谱呈现明显蓝移,传感器灵敏度为0.042 03nm/ppm,且线性度良好.该传感器成本低、灵敏度高、结构简单,适用于低浓度硫化氢气体的在线监测.

关键词：光纤锥光子晶体光纤马赫曾德干涉仪石墨烯气体传感器

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基于专用短程通信技术DSRC的智能车路协同系统设计与实现

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激光杂志 2017年第6期38卷 147-150页

作者：王博思祖晖陈新海李敏赵明富招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054 重庆市现代光电检测技术与仪器重点实验室重庆400054

针对交通安全问题,智能车路协同系统的设计与实现可大幅减少交通事故,提高交通运行效率。本文采用新一代专用短程通信和互联网技术,基于车车、车路通信实现实时信息交互和共享,将人、车、路有机协同,设计并实现一套新型的智能车路协同... 详细信息

针对交通安全问题,智能车路协同系统的设计与实现可大幅减少交通事故,提高交通运行效率。本文采用新一代专用短程通信和互联网技术,基于车车、车路通信实现实时信息交互和共享,将人、车、路有机协同,设计并实现一套新型的智能车路协同系统。该系统可提高交通安全水平,提升道路通行效率,降低能源消耗,是继安全带、安全气囊之后的新一代安全技术,能有效的弥补高级驾驶辅助系统的不足,在保障道路交通安全方面将发挥巨大作用。路试场测试结果表明:基于车路协同系统的实验车辆,能提前接收到预警消息,可大大的降低了交通事故的发生率,该系统具有广泛的应用前景。

关键词：专用短程通信 DSRC 车路协同系统设计

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真空老化对锲形塑料光纤传感器性能的影响研究

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激光杂志 2017年第5期38卷 23-26页

作者：龙洁赵明富吴若华辛鑫岑艳艳重庆第二师范学院机器感知与幼儿智能教育重点实验室重庆400065 重庆理工大学重庆市现代光电检测技术与仪器重点实验室重庆市光纤传感与光电检测重点实验室重庆400054

为了研究真空老化处理对塑料光纤传感器性能的影响,首先将不同直径光纤部分区域保护层去除后的裸光纤加工为锲形作为传感器敏感区;其次对敏感区进行真空老化处理;然后研究不同直径锲形光纤经真空老化后光纤直径、宽度及重量的变化信息,... 详细信息

为了研究真空老化处理对塑料光纤传感器性能的影响,首先将不同直径光纤部分区域保护层去除后的裸光纤加工为锲形作为传感器敏感区;其次对敏感区进行真空老化处理;然后研究不同直径锲形光纤经真空老化后光纤直径、宽度及重量的变化信息,以及老化处理对传感器光传输与灵敏度的影响。实验结果表明:在真空中105℃老化处理30 min后,当光纤直径不小于2 mm时,老化处后传感器对短波长光束传输能力增强,传感器灵敏度增加;当光纤直径小于2 mm时,老化处理后传感器光传输性能及灵敏度降低,且传感器灵敏度的衰减量随光纤直径的越小而越大。

关键词：塑料光纤锲形光纤倏逝波传感器灵敏度光传输

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基于半导体光放大器的微波光子移相器研究进展

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激光杂志 2017年第5期38卷 1-5页

作者：陈立功阴素芹石胜辉重庆理工大学电气与电子工程学院重庆市现代光电检测技术与仪器重点实验室重庆400054

主要介绍半导体光放大器在微波光子移相器中的应用及其研究进展。分析基于半导体光放大器相干布居振荡效应的微波光子移相器的主要方案及特点,讨论该领域目前需要解决的主要问题和未来的发展趋势。

关键词：相干布居振荡快/慢光,微波光子移相器半导体光放大器

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基于高光谱成像技术的微量血迹检测研究

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激光杂志 2017年第5期38卷 45-49页

作者：赵明富李成成汤斌罗彬彬周慧田霞邹雪王博思重庆理工大学重庆400054 光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054 重庆市现代光电检测技术与仪器重点实验室重庆400054 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

采用高光谱成像技术对同种介质上的不同血迹进行分类识别。利用高光谱成像系统采集木头、玻璃、布上的兔血、鸡血、人血的高光谱图像数据,并提取出感兴趣区域,得到三种血迹的光谱数据。使用db4小波对光谱进行去噪处理,建立BP神经网络模... 详细信息

采用高光谱成像技术对同种介质上的不同血迹进行分类识别。利用高光谱成像系统采集木头、玻璃、布上的兔血、鸡血、人血的高光谱图像数据,并提取出感兴趣区域,得到三种血迹的光谱数据。使用db4小波对光谱进行去噪处理,建立BP神经网络模型、SVM模型和谱面积法对血迹进行分类识别。通过对比发现,高光谱图像技术与BP神经网络模型的相结合,平均识别率可以达到82.44%,BP神经网络模型的综合运算时间为1.0380s;高光谱图像技术与SVM模型相结合,平均识别率可以达到99.82%,时间消耗仅用0.2092s;高光谱技术与谱面积法结合,可以保留光谱的全部信息,并且数据处理较为简单。研究结果表明高光谱成像技术与SVM模型、谱面积法相结合对微量血迹检测具有很好的识别作用,可为微量的血迹识别提供参考。

关键词：血迹高光谱分类

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基于高光谱的微藻生物膜生长预测模型研究

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激光杂志 2017年第7期38卷 76-80页

作者：黄丽雯张念钟年丙赵明富杨欢欢邹文根重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054 重庆市现代光电检测技术与仪器重点实验室重庆400054

为了快速无损地获取微藻生物膜生长信息,本文利用高光谱成像技术在线原位监测了不同时期微藻生物膜的特征光谱,提取了25个光谱特征参数;利用相关系数对光谱特征参数与生物膜量进行了分析,提取了相关系数绝对值较大的四个特征参数:(SDr-S... 详细信息

为了快速无损地获取微藻生物膜生长信息,本文利用高光谱成像技术在线原位监测了不同时期微藻生物膜的特征光谱,提取了25个光谱特征参数;利用相关系数对光谱特征参数与生物膜量进行了分析,提取了相关系数绝对值较大的四个特征参数:(SDr-SDy)/(SDr-SDy)、SDr、OSAVI、NDVI;同时对比分析了单一特征的曲线拟合模型、BP神经网络模型及多特征参数曲线拟合模型对生物膜生长预测所需时间及精度。结果表明:单一特征拟合模型预测精度的SDr参数为5.12%,预测时间为0.018s;BP神经网络模型预测的精度为2.68%,预测时间为0.873s;多特征参数曲线拟合模型的预测精度提高到3.01%,预测时间缩短至0.024s。实验结果及理论分析表明多光谱特征参数拟合模型对生物膜量的预测较好,可为微藻生物膜高效培养提供参考。

关键词：微藻生物膜量高光谱光谱特征预测

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