拉锥空心光纤的温度与应力传感特性研究

该文设计并制作了一款简易的拉锥空心光纤的高灵敏度传感器,通过实验测量了其温度与应力特性。首先利用光纤熔接机在两段标准单模光纤之间熔接一段空心光纤,再对准空心光纤中间位置进行放电,同时运用两个步进电机在单模光纤两端施加一定的拉力,这导致法布里-珀罗干涉仪转换为马赫-曾德尔干涉仪。实验结果表明,此拉锥过程使光纤传感器的温度灵敏度从理论值0.85 pm/℃提升到69.1 pm/℃,约提升了81.3倍,轴向应变灵敏度最高可达3.6 pm/με。该器件具有体积小、结构简单和灵敏度高等特点,在航空航天、医疗监测等领域具有广阔的应用前景。

空心光纤在复合材料断裂位置测量中的研究

损伤监测与断裂修复是复合材料研究的难题之一。利用空心光纤注胶来实现复合材料的自诊断、自修复是一种行之有效的方法。由此对空心光纤的传光机理做了详细的研究和分析 ,并介绍了利用空心光纤对复合材料断裂位置进行测量的原理、方法及实验研究。首先给出了空心光纤的性能 ,其次介绍了利用测量光纤衰减特性的剪断方法来进行复合材料断裂位置的研究 ,最后介绍了 Y型耦合器在断裂位置研究中的实用性 。

空心光纤用于机敏结构自诊断、自修复的研究

介绍的是在机敏结构中利用空心光纤灌注胶液的方法来进行复合材料损伤、断裂的自诊断、自修复,对空心光纤的传光机理做了具体的研究和分析,运用这些特性对整个系统的总体方案作出了初步的分析。

基于石墨烯涂覆空心光纤电光调制特性的研究

设计了一种新型的石墨烯-空心光纤可调谐结构,将石墨烯涂覆在空心光纤的空气孔内表面上,利用有限元法研究了该结构的电光调制特性.研究表明,改变石墨烯的化学势既可以调控光纤的相位和开关特性,还可以调谐光纤损耗峰与次峰的位置、强度和宽度.然而,改变空气孔半径和石墨烯层数不会改变开关点和损耗峰与次峰的位置,只会改变损耗差和损耗峰的强度和宽度,而且由N层石墨烯引起的损耗差是单层的N倍.这是因为石墨烯的介电常数决定了光纤的有效折射率和损耗,改变石墨烯的化学势可以改变石墨烯的介电常数,而改变空气孔半径和石墨烯层数不会改变石墨烯的介电常数,却改变了石墨烯和光的作用强度.经过参数优化之后,我们提出一种基于五层石墨烯涂覆空心光纤的电吸收型调制器,工作在1180—1760 nm波段,具有小尺寸(5 mm×125μm)、宽光带宽(580 nm)、高消光比(16 dB)、高调制带宽(64 MHz)和低插入损耗(1.23 dB)特性.研究结果对基于石墨烯的可调谐光纤光子器件的设计和应用提供了理论参考.

利用图象处理技术进行空心光纤内外径测量

提出了利用图象处理技术对CO2 空心传能光纤进行内外径测量的方法。该方法将光纤的横截面图象放大 ,采集进入计算机 ,进行图象处理 ,从而得出光纤内外径的数值。可以避免人为误差 ,所以准确性高 ,能够很好地解决空心传能光纤的内外径的准确测量问题。

采用空心光纤自诊断、自修复智能结构的研究

为了对复合材料结构的损伤进行自修复 ,提出了利用空心光纤实现智能复合材料结构中难度较大的自修复功能 ,对其中的一些关键技术进行了初步的研究。利用空心光纤作为输送修复结构胶液的通道 ,当结构的关键部位出现损伤时 ,内含胶液的空心光纤网络可以检测出结构损伤的位置 ,并输出胶液对损伤进行修复 。

LabVIEW在空心光纤自修复系统中的应用

空心光纤用于智能结构自诊断、自修复是智能材料损伤监测的一个新方向。该文介绍了空心光纤的基本性能及其在智能结构健康监测中的应用,并把图形化编程软件LabVIEW用于智能结构自修复系统界面的开发中,提高了系统的开发效率并得到较好的应用效果。

空心光纤传感技术在断裂测量中的应用

本文对空心光纤的性能作了具体的研究 ,并重点介绍了利用空心光纤传感技术对智能结构断裂位置进行测量的原理。

空心光纤HE_(11)模的场分布和传播特性

基于麦克斯韦矢量模型精确计算了空心光纤中HE_(11)模的电磁场分布,从光源参数和光纤参数两方面讨论了HE_(11)模在空心光纤中的传播特性。研究表明:沿空心光纤截面HE_(11)模的光场强度呈环状分布,电场的两个径向分量rE和Ej相位相同,磁场的两个径向分量rH和Hj相位相反,不同光源条件在空心区激发的消逝波场分布基本一致,在纤芯层和敷层的电磁场分布随光源不同具有明显区别。此外研究表明仅改变芯层厚度或纤芯层和敷层相对折射率的方法,对空心区消逝波的电磁场分布基本没有影响,但是改变空心区半径可以明显改变空心区消逝波最大场振幅。空心光纤消逝波原子导引方法可用于原子干涉陀螺实现原子团劈裂。

空心光纤性能及其在机敏结构中应用的研究

损伤、断裂的监测与修复是复合材料应用中的一个难题 ,本文提出了空心光纤的方法 ,有望解决这方面的问题。

空心光纤网络埋入复合材料中性能影响的研究

空心光纤网络可用来进行复合材料力学性能的监测 ,同时又可对材料的损伤进行自修复。空心光纤网络与复合材料性能的影响主要有三方面 :1 )复合材料对空心光纤的影响 ;2 )空心光纤对复合材料的影响 ;3 )空心光纤与复合材料力学性能的匹配。本文测试了三种规格的空心光纤埋入复合材料中受到的影响 ,依据国家有关的复合材料测试标准 ,对树脂基复合材料埋与不埋大直径空心光纤进行了对比实验 ,并论证了光纤与材料力学性能匹配点存在的必然性。从而为空心光纤网络用于复合材料的自诊断与自修复提供了研究的依据。

空心光纤特性分析与实验研究

为了探讨光功率在空心光纤中传输的变化规律,采用电磁场和几何光学理论的分析方法,并结合空心光纤特有的传光机理,得出了子午光线和小于最小半径的弧矢光线无法在纤芯与空心处正常传播的推论。并导出了空心光纤的传输损耗与空心、纤芯和包层折射率之间的关系。最后,运用上述结论对一系列的实验作了深入的分析,并用笔者建立的传输损耗公式(16)解释了树脂固化时,折射率上升与光纤输出光功率增强的变化规律等。

空心光纤中LP_(01)模的场分布

本文用弱导光纤近似分析了空心光纤ＬＰ０１模的场分布，得出了色散方程。

空心光纤用于纸蜂窝结构自修复的研究

本文介绍的是在纸蜂窝结构中利用空心光纤灌注胶液的方法进行复合材料损伤、断裂的自修复 ,对空心光纤的传光机理做了具体的研究和分析 。

空心光纤消逝波原子导引

空心光纤中的原子导引技术能够实现原子的弯曲导引和灵活操作,是原子操控的重要研究方向之一.对空心光纤中蓝失谐消逝波光场的原子导引的原理、方案和实验研究进行了概述,并对光纤导引原子技术在原子漏斗、原子刻印和原子透镜等原子光学领域的应用作了介绍.

大直径空心光纤压缩性能的研究

采用在薄板中埋入大直径空心光纤的方法进行了压缩性能的实际测试 ,同时在薄板中埋入形状记忆合金丝 ,利用其对预设拉伸在热状态下恢复记忆的功能作为特殊的施力源 .使用光功率计检测空心光纤光强输出的变化量 ,并利用静态电阻测量仪检测复合材料本身的变化 ,依此来判别空心光纤承载压缩的能力 .测试结果表明 ,空心光纤随薄板材料形变输出光功率发生明显的变化 .

空心光纤LP01模场分布和应用的研究

通过采用合适的电磁场分量,将转移矩阵理论引入空心光纤中,求出了对设计空心光纤有重要指导意义的本征方程,计算了三种情况下的场分布,分析了场分布特性及其应用,取得了较好的结果。

空心光纤中LP_(01)模的场分布和消失波场特性分析

用弱导光纤近似,分析了空心光纤的场分布和消失波场特性,得出了色散方程并进行了数值计算.结果显示,在空心光纤里,空心区域的消失波场只限制在离纤芯内壁大约0.7λ厚的一层区域内,其场强的最大值仅为芯层中导波场最大值的10%左右.保持空心光纤的其他参数不变,只改变纤芯层与包层之间的相对折射率差,不会引起空心区域内消失波场分布的改变,只会导致光纤包层中场分布的改变.

空心光纤原子导引的实现

综述了空心光纤原子导引的研究历史、理论分析和实验上的实现原理，展望了空心光纤原子导引的发展前景。

空心光纤的传光机理及其应用性能的研究

对空心光纤的结构特点做了细致的分析,采用迅衰波场的概念来解释空心光纤纤芯与空心处的传光损耗。同时对空心光纤的衰减特性做了实验研究,得到了空心光纤的衰减常数,并且应用于断裂测量。最后,对空心光纤弯曲、拉伸、压缩等机械性能作了实验研究并做出了解释,为空心光纤应用打下了基础。