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全国第15次光纤通信暨第16届集成光学学术会议

作者：贾兰吴宇杨飞亚饶云江电子科技大学宽带光纤传输和通信网络技术教育部重点实验室

文章报道了一种全新结构的碳纳米管薄膜气体传感器,采用LB镀膜技术将碳纳米管均匀沉积在亚波长直径的微纳光纤表面。LB镀膜技术是制备分子高度有序排列的先进技术,而且镀膜长度,厚度,以及分子沉积的速度都可以精确控制。该传感结构的作... 详细信息

文章报道了一种全新结构的碳纳米管薄膜气体传感器,采用LB镀膜技术将碳纳米管均匀沉积在亚波长直径的微纳光纤表面。LB镀膜技术是制备分子高度有序排列的先进技术,而且镀膜长度,厚度,以及分子沉积的速度都可以精确控制。该传感结构的作用机理有别于基于碳纳米管的电阻式传感器和场效应晶体管传感器,克服了传统气体传感器灵敏度低,选择性差以及需要高温下工作等缺点。微纳光纤表面沉积的碳纳米管薄膜形成了其包层结构,把该结构应用于气体传感时,碳纳米管薄膜表现出良好的吸附特性,吸附的气体分子与碳纳米管相互作用,有效地改变薄膜的介电常数,从而引起微纳光纤包层有效折射率的变化以及对电磁波吸收的改变。按如下图所示实验系统,功率恒定的波长可调激光器作为光源,镀膜微纳光纤的输出光通过光纤光谱仪进行检测。实验测得碳纳米管镀膜微纳光纤周围丙酮和二甲苯气体浓度变化时,将引起微纳光纤输出光强的变化,其最大光强灵敏度在丙酮浓度为2.04×10mol/L时为3.1dB,二甲苯浓度为1.22×10mol/L时为9.5dB。对自由挥发的丙酮和二甲苯气体的响应时间分别为9～40分钟和1 5～35分钟,恢复时间分别为7～20分钟和2～5秒钟。结果表明,基于碳纳米管LB镀膜的微纳光纤在丙酮、二甲苯等特种气体微量变化的传感测试中有着良好的应用前景。

关键词：碳纳米管微纳光纤 LB镀膜气体传感

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碳纳米管薄膜微纳光纤气体传感特性实验研究

碳纳米管薄膜微纳光纤气体传感特性实验研究

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中国光学学会纤维光学与集成光学专业委员会全国第15次光纤通信暨第16届集成光学学术会议

作者：贾兰吴宇杨飞亚饶云江电子科技大学宽带光纤传输和通信网络技术教育部重点实验室四川成都 610054

文章报道了一种全新结构的碳纳米管薄膜气体传感器,采用LB镀膜技术将碳纳米管均匀沉积在亚波长直径的微纳光纤表面.LB镀膜技术是制备分子高度有序排列的先进技术,而且镀膜长度,厚度,以及分子沉积的速度都可以精确控制.该传感结构的作用... 详细信息

文章报道了一种全新结构的碳纳米管薄膜气体传感器,采用LB镀膜技术将碳纳米管均匀沉积在亚波长直径的微纳光纤表面.LB镀膜技术是制备分子高度有序排列的先进技术,而且镀膜长度,厚度,以及分子沉积的速度都可以精确控制.该传感结构的作用机理有别于基于碳纳米管的电阻式传感器和场效应晶体管传感器,克服了传统气体传感器灵敏度低,选择性差以及需要高温下工作等缺点.微纳光纤表面沉积的碳纳米管薄膜形成了其包层结构,把该结构应用于气体传感时,碳纳米管薄膜表现出良好的吸附特性,吸附的气体分子与碳纳米管相互作用,有效地改变薄膜的介电常数,从而引起微纳光纤包层有效折射率的变化以及对电磁波吸收的改变.按如下图所示实验系统,功率恒定的波长可调激光器作为光源,镀膜微纳光纤的输出光通过光纤光谱仪进行检测.实验测得碳纳米管镀膜微纳光纤周围丙酮和二甲苯气体浓度变化时,将引起微纳光纤输出光强的变化,其最大光强灵敏度在丙酮浓度为2.04×10-2mol/L时为3.1dB,二甲苯浓度为1.22×1 0-2mol/L时为9.5dB.对自由挥发的丙酮和二甲苯气体的响应时间分别为9～40分钟和15～35分钟,恢复时间分别为7～20分钟和2～5秒钟.结果表明,基于碳纳米管LB镀膜的微纳光纤在丙酮、二甲苯等特种气体微量变化的传感测试中有着良好的应用前景.

关键词：碳纳米管微纳光纤 LB镀膜气体传感

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激光微加工的光纤法布里-珀罗应变传感器

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光学学报 2010年第8期30卷 2202-2207页

作者：徐富国饶云江冉曾令电子科技大学宽带光纤传输和通信网络技术教育部重点实验室四川成都610054 重庆大学光技术与系统教育部重点实验室重庆400044

报道了一种在光纤内部通过采用157nm激光微加工一个自封闭法布里-珀罗(F-P)腔而形成的在线式全光纤标准具。实验研究了这种标准具的应变和温度特性,结果表明,在标准具两固定点相距1m的情况下,位移-相移系数和位移-谷值波长漂移系数分别... 详细信息

报道了一种在光纤内部通过采用157nm激光微加工一个自封闭法布里-珀罗(F-P)腔而形成的在线式全光纤标准具。实验研究了这种标准具的应变和温度特性,结果表明,在标准具两固定点相距1m的情况下,位移-相移系数和位移-谷值波长漂移系数分别为1mrad/μm和5.2pm/μm,曲线的线性度为99.92%;在18℃～500℃的温度范围内平均温度系数为0.13mrad/℃和0.64pm/℃,温度不敏感。实验证明该标准具有很好的传感特性,能满足各种应变测试的需要,如极好的条纹对比度(高达30dB)、低温度交叉敏感、大规模生产的极大潜能、低成本和耐恶劣环境能力强等。

关键词：导波与光纤光学光纤传感器激光微加工光纤法布里-珀罗腔

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激光加工微型光纤折射率传感器的工艺与特性

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光子学报 2010年第7期39卷 1239-1242页

作者：孙东冉曾令饶云江电子科技大学宽带光纤传输与通信网络技术重点实验室(教育部) 成都610054 重庆大学光电技术与系统重点实验室(教育部) 重庆400044

提出一种由157nm激光制造的新型微型光纤法布里-珀罗折射率传感器的制作方法,传感头由靠近单模光纤端的具有光纤顶端微通道的法布里-珀罗空气腔组成,将单模光纤顶端的微通道作为检测介质的入口.分别在珐珀腔的反射界面镀以薄膜作为反射... 详细信息

提出一种由157nm激光制造的新型微型光纤法布里-珀罗折射率传感器的制作方法,传感头由靠近单模光纤端的具有光纤顶端微通道的法布里-珀罗空气腔组成,将单模光纤顶端的微通道作为检测介质的入口.分别在珐珀腔的反射界面镀以薄膜作为反射镜面来确保高的光对比度.试验中获得了1130.887nm/refractive-index的分辨率.和其他的光纤传感器相比,这种传感器具有体积小,结构坚固,高分辨率,线性良好,测量范围宽等优点,能够满足实际应用的要求,特别是对需要小型传感器的场合.

关键词：光纤法布里-珀罗干涉仪激光加工折射率测量

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基于环形反射面的全光纤法-珀干涉式折射率传感器

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光学学报 2010年第6期30卷 1608-1612页

作者：柯涛朱涛饶云江段德稳徐敏重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 电子科技大学通信学院宽带光纤传输及通信网络技术教育部重点实验室四川成都610054

通过在单模光纤后依次熔接一段大芯径空芯光纤和一段小芯径空芯光纤,制作了一种由小芯径空芯光纤形成环形反射面的全光纤法-珀腔。由于这种环形反射面结构的中间通孔适合气体或低粘度液体进出,因此可将其应用于气体或低粘度液体的折射... 详细信息

通过在单模光纤后依次熔接一段大芯径空芯光纤和一段小芯径空芯光纤,制作了一种由小芯径空芯光纤形成环形反射面的全光纤法-珀腔。由于这种环形反射面结构的中间通孔适合气体或低粘度液体进出,因此可将其应用于气体或低粘度液体的折射率测量。分析了这种结构形成光纤法-珀腔的机理,并实验研究了这种基于环形反射面的干涉式折射率传感器,得到了这种传感器用于折射率测量时的分辨率约为1.652×10-6。可以预见这种具有环形反射面的法-珀干涉式折射率传感器在有毒、易燃、易爆的气体以及低粘度液体的折射率或含量检测中具有极大的潜在应用价值。

关键词：光纤传感法布里-珀罗(法-珀)干涉仪环形反射面折射率

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微型膜结构全光纤珐珀干涉高温传感器

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光学精密工程 2010年第5期18卷 1054-1059页

作者：朱涛柯涛饶云江段德稳徐敏重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 电子科技大学通信与信息工程学院宽带光纤传输及通信网络技术教育部重点实验室四川成都610054

制作了一种微型膜结构的全光纤在线珐珀干涉式高温传感器。该传感器是在单模光纤端面依次熔接一段大芯径空芯光纤和一段研磨的多模光纤膜片而构成的,因此,温度引起的珐珀腔光程差改变量由空芯光纤的热膨胀和温度引起腔内压强改变从而改... 详细信息

制作了一种微型膜结构的全光纤在线珐珀干涉式高温传感器。该传感器是在单模光纤端面依次熔接一段大芯径空芯光纤和一段研磨的多模光纤膜片而构成的,因此,温度引起的珐珀腔光程差改变量由空芯光纤的热膨胀和温度引起腔内压强改变从而改变膜片的扰度两部分组成,从而使相同温度变化下传感器的光程差变化量更大,分辨率更高。实验结果表明,在100～650℃,该传感器单位温度变化的光程差变化量约为1.029 nm,温度分辨率约为1.5℃,测量线性度约为0.996 7,且滞回小,重复性好。这种膜结构的全光纤珐珀干涉式高温传感器因其体积小,温度分辨率高,将在多点高温测量领域有好的应用前景。

关键词：光纤传感高温传感器珐珀干涉仪膜结构

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全光纤微型珐-珀干涉式高温传感器

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红外与激光工程 2010年第1期39卷 106-109页

作者：柯涛朱涛饶云江徐敏段德稳重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 电子科技大学宽带光纤传输及通信网络技术教育部重点实验室四川成都610054

通过在单模光纤SMF28e后有轴心偏移地熔接一段特种光子晶体光纤(MM-HNA-5)制作了一种全光纤微型珐-珀(F-P)干涉仪。分析了这种干涉仪的光学原理和形成机理,并利用MM-HNA-5光纤热光系数较大的特点,将这种干涉仪应用于温度测量。实验结果... 详细信息

通过在单模光纤SMF28e后有轴心偏移地熔接一段特种光子晶体光纤(MM-HNA-5)制作了一种全光纤微型珐-珀(F-P)干涉仪。分析了这种干涉仪的光学原理和形成机理,并利用MM-HNA-5光纤热光系数较大的特点,将这种干涉仪应用于温度测量。实验结果表明:这种干涉传感器可测量的高温范围可达1200℃,远大于常规传感器的测量范围,且当干涉腔长为3.46mm时,其光程差的温度灵敏度约为103nm/℃,线性度为0.9957。可以预见:这种结构稳定、体积小、精度高、测温范围广的全光纤F-P干涉温度传感器在国防及民用工业中将具有极大的潜在应用价值。

关键词：光纤传感珐-珀干涉仪温度热光效应

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基于空芯光子晶体光纤的F-P干涉式折射率计

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光电子．激光 2010年第1期21卷 26-29页

作者：徐敏朱涛饶云江柯涛史翠华重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 电子科技大学通信与信息工程学院宽带光纤传输及通信网络技术教育部重点实验室四川成都610054

提出了一种基于空芯光子晶体光纤(HCPCF)的Fabry-Perot(F-P)干涉式高灵敏度折射率计。利用被测液体进入F-P腔后可改变腔内介质的折射率,从而使得干涉光光程差发生变化这一特点,通过检测光程差的变化就可实现对液体折射率的测量。实验结... 详细信息

提出了一种基于空芯光子晶体光纤(HCPCF)的Fabry-Perot(F-P)干涉式高灵敏度折射率计。利用被测液体进入F-P腔后可改变腔内介质的折射率,从而使得干涉光光程差发生变化这一特点,通过检测光程差的变化就可实现对液体折射率的测量。实验结果表明,对折射率在1.3340～1.3612内变化的不同浓度酒精溶液测量时,光程差变化了9.508μm。

关键词：导波与光纤光学光纤传感折射率传感器光子晶体光纤(PCF) Fabry-Perot(F-P)干涉仪

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高频CO_2激光脉冲写入光子晶体光纤长周期光栅的高温退火特性研究

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光学学报 2010年第8期30卷 2214-2218页

作者：段德稳饶云江柯涛徐敏重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 电子科技大学通信与信息工程学院宽带光纤传输及通信网络技术教育部重点实验室四川成都610054

报道了高频CO2激光脉冲在无限截止单模光子晶体光纤上写入的长周期光纤光栅的高温快速退火特性。实验发现以大约600℃为转折点,在退火温度低于600℃时,退火后的光栅谐振峰在低于退火温度的高温环境中的温度响应和应变响应都不稳定,线性... 详细信息

报道了高频CO2激光脉冲在无限截止单模光子晶体光纤上写入的长周期光纤光栅的高温快速退火特性。实验发现以大约600℃为转折点,在退火温度低于600℃时,退火后的光栅谐振峰在低于退火温度的高温环境中的温度响应和应变响应都不稳定,线性度和重复性都较差;而在退火温度高于600℃而低于700℃时,退火后的光栅谐振峰在低于退火温度的高温环境中的温度响应和应变响应都很稳定,线性度和重复性也很好。如果将光栅加热到更高温度时,光栅会被慢慢部分擦除掉。通过对CO2激光脉冲在光纤上写入光栅过程引入光纤轴向不均匀的应力在不同高温下释放效率和程度的分析,对该现象进行了解释。

关键词：光子晶体光纤长周期光纤光栅 CO2激光

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基于空芯光子晶体光纤的在线法-珀标准件制作与应用

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中国激光 2010年第10期37卷 2554-2558页

作者：段德稳饶云江朱涛樊颜恩重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 电子科技大学通信与信息工程学院宽带光纤传输及通信网络技术教育部重点实验室四川成都610054

基于空芯光子晶体光纤(HCPCF)的在线法-珀标准件(ILFE)应变传感器的应变灵敏度高,对温度敏感系数小,其腔长可制作得比传统ILFE长,适于在一路光路中进行频分复用从而扩大多点应变检测的准分布应变传感系统的容量。理论分析了制作中提高... 详细信息

基于空芯光子晶体光纤(HCPCF)的在线法-珀标准件(ILFE)应变传感器的应变灵敏度高,对温度敏感系数小,其腔长可制作得比传统ILFE长,适于在一路光路中进行频分复用从而扩大多点应变检测的准分布应变传感系统的容量。理论分析了制作中提高基于空芯光子晶体光纤的在线法-珀应变传感器输出信号的方案,通过实例讨论了光源时间相干长度对该类法-珀腔腔长的限制。结合波分频分复用,进行了基于该复用方法的应变测试实验研究,实验结果表明,其测量精度可达±5με,可用于大型结构健康监测。

关键词：光纤光学光子晶体光纤光纤法-珀腔制作复用

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