微纳光纤环形腔海水温度的谐振光谱分析

微纳光纤环形腔作为传感器件,具有灵敏度高、响应快的优点,因而越来越广泛地应用在传感领域。环形腔的谐振光谱直接反映外界环境的变化,因此谐振光谱分析对探测环境参数至关重要。从理论和实验研究了微纳光纤环形腔谐振光谱与海水温度的关系。首先,数值计算了基模(HE_(11))两个垂直偏振态的传播常数随光纤直径和探测波长的变化关系,计算结果表明传播常数随光纤直径增大而增大,随波长增大而减小,同时计算了传播常数随海水温度的变化,海水温度越高,传播常数越大,表明海水温度的变化会影响到模式的传播常数,因而可以通过测量谐振光谱的变化得知海水温度的变化。其次,搭建了海水温度传感实验系统,获得了微纳光纤环形腔海水温度的谐振光谱,实验发现同时存在两套谐振峰,分别对应基模的TE模和TM模,两个偏振模式的传感灵敏度分别为5.54和5.24 pm·℃^(-1)。最后,探讨了基模两个偏振态谐振光谱的产生原因,由于结型耦合区的扭曲耦合使得两个偏振态分离,并对两个偏振模式的谐振强度进行了分析。两个模式的谐振强度不同,而且随着波长的增加,一个模的谐振强度不断增强,另一个模的谐振强度逐渐减弱。这是由于不同耦合态的耦合系数和衰减决定的,而且他们随着波长而改变。实验结果与理论计算相吻合。

三种微纳光纤环形腔海水盐度传感器理论研究

盐度在研究海水水体密度、水质监测、海洋渔业等方面发挥着重要的作用,为发展一种新型的光学传感器来进行海水盐度的测量。从理论上设计3种温度不敏感的微纳光纤环形腔海水盐度传感器并进行了数值计算。利用有限元软件COMSOL计算了微纳光纤中传输的基模有效折射率,结合MATLAB对盐度传感器的特征参量进行数值研究。首先,研究了传感器的温度特性,得到了温度不敏感条件对应下的光纤半径。其次,研究了温度不敏感下传感器的灵敏度和探测极限。结果表明,在选择MgF2为镀膜材料的情况下,通过优化传感器参数,盐度灵敏度可达到0.02nm,盐度探测极限可达到0.18。本文结果可以为微纳光纤环形腔应用于海水盐度测量提供理论依据。

HPLC法测定复方甘草片中磷酸可待因含量

目的建立复方甘草片中磷酸可待因的含量测定法。方法色谱柱：Phenomenex C8;流动相：0.05mol.L-1磷酸二氢钾溶液-0.0025mol.L-1庚烷磺酸钠水溶液-乙腈（18∶18∶5）;检测波长：220nm,流速：1.5mL.min-1,进样量：10μL。结果磷酸可待因在1.998~9.990μg.mL-1范围内线性良好,r=0.9999（n=6）;平均回收率为100.0%（n=9,RSD为2.0%）。结论本法灵敏度高,重复性好,结果准确。

红外高速测控链路计算仿真及其系统构建研究

研究了基于PSD的远距离定位光靶标识别验证系统,利用系统的光学链路模型计算了系统的信噪比SNR与距离之间的关系,给出了通信链路信噪比的空间分布图,讨论了给定距离上所需靶标的光学特性参数,为系统的构建提供了理论基础.同时给出了系统搭建框图和实测结果,为红外高速测控系统提供了有价值的参考.

远距离定位系统中激光通信子系统的安全防护

从激光对人眼造成损伤的机理出发,基于ANSI Z136.1—2007标准和GJB 470A—97标准,研究了远距离定位系统中激光通信子系统的工程安全与防护。结合所选的激光发射器参数,计算了满足工程需要功率条件下激光的人眼安全防护距离,并根据计算结果给出了护目镜的光密度要求,为远距离定位系统的构建提供了切实的理论基础和安全保障,也为其他激光工程应用提供了有价值的参考。

远距离定位系统中红外同步子系统构建

在给定红外探测器及其配套光源条件下,构建了能够工程实现的远距离定位中红外同步子系统。首先讨论了工程中采用的红外光学链路模型,基于系统采用的红外光源和红外探测器的性能参数,计算了红外最小可探测功率,确定了系统所需的最小红外光源功率,为系统的构建提供了理论基础,从而构建了在远距离定位中能够工程实现的红外同步子系统,并在工程中进行了验证,为远距离红外系统的构建提供了有价值的参考。

基于微纳光纤环形腔的海水与汽油光谱分析

海洋溢油的油种鉴别是海洋环境监测的难点，如何区分不同油种是迫切需要解决的问题。研制了一种用于鉴别海洋溢油油种的新型微纳光纤环形腔（MRR）传感器，分别从理论和实验研究了海水和汽油的谐振光谱特性。根据Maxwell方程，数值计算了微纳光纤环形腔鉴别海水和汽油的灵敏度和自由谱域。研制了Knot型微纳光纤环形腔传感器，其微纳光纤直径为4.14 μm，谐振腔直径为480.31 μm，搭建了测量海水和汽油的实验系统，分别获得了海水与93号汽油的谐振光谱，谐振峰波长移动了2.79 nm，该结果与理论计算基本相同，灵敏度达到了34.86 nm/RIU，RIU为单位折射率。因此，该方法能够区分海水与汽油。

海水两点温度同时测量的理论模型及数值模拟

海水温度是海洋动力学以及海洋与大气相互作用中起关键作用的基本参数,是研究海洋现象时最重要的依据。为了实现两点海水温度的同时测量,构建了由两段椭圆高双折射光纤萨尼亚克(Sagnac)环形腔的理论模型,利用琼斯矩阵方程对该结构进行理论上的推导,获得了该模型的透射光谱,并得到了透射光谱与该结构各个部分参数的关系。通过Matlab编程进行模型的数值模拟,研究该结构两段椭圆高双折射光纤长度的比例变化、偏转角的变化以及温度的变化对光谱的影响。计算结果表明,两段椭圆高双折射光纤的最佳长度比为1∶2,两个偏振控制器的偏转角应该分别为π/6和π/3,温度增加时光谱向短波方向移动。得到利用光谱峰波长移动计算两段椭圆高双折射光纤温度变化的公式。另外,两段椭圆高双折射光纤之间普通单模光纤的长度以及光源的偏振特性对透射光谱的形状以及温度灵敏度没有影响。该模型可以为椭圆高双折射光纤Sagnac环形腔海水温度传感器的实际应用提供理论支持与指导。

嵌入式微纳光纤环形腔的海水盐度传感研究

通过将Loop型谐振腔嵌入在具有正热光系数的MgF2中,设计了海水中温度弱敏感的盐度传感器来实现海水盐度测量。利用COMSOL软件建立海水盐度传感模型,结合Matlab对盐度传感器的特征参量进行数值研究。结果表明:传感器的温度特性依赖于微纳光纤的半径,温度弱敏感的光纤半径随探测波长的减小而减小;盐度灵敏度随镀膜厚度和光纤半径的增大而减小;探测极限随镀膜厚度的增加而增大,随波长的减小而减小。通过优化,传感器盐度灵敏度可达0.025 nm/(mg/mL),探测极限可达到0.15 mg/mL。