双锥形光纤应变传感器

光纤环形腔衰荡光谱技术是一种新兴的高灵敏吸收光谱技术,可以用来测量腔内微量的光损耗。当外界在双锥形光纤上施加应变时,会引起光脉冲在光纤环形腔内传输的变化,通过测量光在腔中的衰荡时间,实现应变的测量。实验结果表明,该应变传感系统的应变分辨率最高可达到0.8με。

基于离子液体与双锥形光纤的光谱传输特性研究

基于离子液体与双锥形光纤设计并搭建了一种新型的实验测量装置。该装置利用离子液体在外加电场下的阴阳离子迁移且重新分布及其宽光谱范围的良好透光性和双锥形光纤锥腰区倏逝波对外界折射率变化的高度敏感等特性,实验测试分析了外加电场强度及方向和双锥形光纤在离子液体中所处的位置对其传输光谱的影响。同时,实验研究了不同离子液体在外加电场下对双锥形光纤传输光谱的影响。实验结果表明,通过外加电场,可实现离子液体折射率的有效调控。实验测量装置在低电压的光纤传感领域将具有潜在的应用价值。

双锥形光纤光栅实现温度、折射率和液位同时测量

为了解决光纤光栅传感器同时测量多个参量的难题,结合锥形光纤技术和光纤光栅技术,设计了一款新型双锥形光纤光栅。采用传输矩阵法,借助二层和三层单模光纤纤芯基模有效折射率的色散方程及标量有限元法理论建模,数值分析了均匀腐蚀区直径为3μm时双锥形光纤光栅的反射谱特性。采用氢氟酸渐变腐蚀法实验制备了双锥形光纤光栅,均匀腐蚀区直径为3μm时,呈现12个反射峰,2个主峰和10个次峰,与理论分析结果基本吻合。同时选取其中3个反射峰测量了温度、折射率和液位,同步测量灵敏度分别为9.63nm/℃、1975.96nm/RIU、26.07nm/cm。双锥形光纤光栅制作简单,作为传感器可同时测量多个参量,不但能有效降低成本,还能拓宽光纤光栅传感器的设计思路。

长周期光纤光栅和双锥形光纤间的倏逝波耦合作用

对长周期光纤光栅和双锥形光纤之间的倏逝波耦合作用进行了研究。理论分析和实验研究表明,由于锥形光纤和长周期光纤光栅物理边界外倏逝波之间的交叠,长周期光纤光栅产生的包层模,可以耦合到锥形光纤的包层模并从锥形光纤的纤芯输出。要获得高的耦合效率,应满足模式匹配的条件,同时要尽量减小两光纤之间的距离。耦合特性还与长周期光栅和双锥形光纤的相对位置有关,为获得高的耦合效率,耦合区应位于长周期光栅区的后面。这种倏逝波耦合作用,为监测实际应用系统中长周期光纤光栅的特性提供了一种新方法;为利用锥形光纤和长周期光纤光栅开发新型光纤器件,提供了一种可能的方案。