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基于超小GRIN光纤镜头的MEMS光纤声传感器及性能测试方法 被引量:2
1
作者 王驰 陈伟 +2 位作者 孙建美 郑园成 陈斐璐 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1406-1417,共12页
研究一种MEMS膜片与超小GRIN光纤镜头相结合的MEMS光纤声传感器,以及基于扫频OCT(Swept Source Optical Coherence Tomography,SS-OCT)解调系统的MEMS光纤声传感器性能测试方法。在进行建模分析的基础上,设计并研究MEMS膜片与超小GRIN... 研究一种MEMS膜片与超小GRIN光纤镜头相结合的MEMS光纤声传感器,以及基于扫频OCT(Swept Source Optical Coherence Tomography,SS-OCT)解调系统的MEMS光纤声传感器性能测试方法。在进行建模分析的基础上,设计并研究MEMS膜片与超小GRIN光纤镜头相结合的MEMS光纤声传感器的制作工艺,搭建基于SS-OCT的声振测量系统,通过开展单频声信号、混频声信号、频率响应、声压灵敏度和系统稳定性测量实验,进行传感器的性能测试与标定。结果显示,所研究的MEMS光纤声传感器样品的频响范围为50 Hz~4.5 kHz,在频率为300 Hz时传感器声压灵敏度21.63 nm/Pa,信噪比(SNR)为44.1 dB,线性度为98.97%,重复性标准偏差为0.003。结果表明所研究的MEMS光纤声传感器可行,而且利用SS-OCT解调系统可对其传感性能进行有效测量。 展开更多
关键词 超小grin光纤镜头 MEMS 光纤声传感器 SS-OCT
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GRIN透镜在细径内窥镜中的应用
2
作者 虞启琏 马建英 于学敏 《应用光学》 CAS CSCD 1997年第1期27-29,共3页
介绍在细经内窥镜中GRIN透镜的应用原理及其设计方法。
关键词 grin透镜 内窥镜 光学成像 医用
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采用GRIN透镜的数字式光纤加速度计系统设计
3
作者 姚敏 王惠南 《光学技术》 EI CAS CSCD 2002年第6期520-522,共3页
为使测量加速度计的传感器小型化、不受电磁干扰 ,根据GRIN透镜在 1 / 4波节处具有入射光线与出射光线成中心对称的特性[1 ] ,首次提出并研制了采用GRIN透镜的微型光纤加速度计。闭环负反馈电路设计技术被应用于该加速度计中 ,使之成为... 为使测量加速度计的传感器小型化、不受电磁干扰 ,根据GRIN透镜在 1 / 4波节处具有入射光线与出射光线成中心对称的特性[1 ] ,首次提出并研制了采用GRIN透镜的微型光纤加速度计。闭环负反馈电路设计技术被应用于该加速度计中 ,使之成为一个具有调宽脉冲再平衡性能的新颖加速度测量系统。通过对该系统进行数字仿真和精度定量分析 ,结果表明 ,该光纤加速度计具有测量线性范围宽、精度高的特点 。 展开更多
关键词 grin透镜 自聚焦透镜 加速度计 光纤传感器 微位移计
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GRIN光纤传输特性及其在透镜光纤耦合系统中的应用研究
4
作者 于海鹰 徐建高 +1 位作者 邹德恕 沈光地 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第9期69-73,76,共6页
论述了GRIN光纤传输特性与自聚焦原理,分析了LD与光纤的耦合特性,介绍了微透镜光纤的结构、高效耦合原理与加工工艺以及技术指标。提出采用GRIN与普通光纤级联,进一步提高耦合效率和失调容差的新思路。
关键词 自聚焦光纤 透镜光纤 微透镜 光耦合模式
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采用GRIN透镜的数字式光纤加速度计系统设计
5
作者 姚敏 王惠南 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第4期53-57,共5页
为使测量加速度计的传感器小型化,且不受电磁干扰,根据GRIN透镜在1/4波节处具有入射光线与出射光线成中心对称的特性[1],首次提出并研制了采用GRIN透镜制成的微型光纤加速度计。闭环负反馈电路设计技术被应用于该加速度计中,使之成为一... 为使测量加速度计的传感器小型化,且不受电磁干扰,根据GRIN透镜在1/4波节处具有入射光线与出射光线成中心对称的特性[1],首次提出并研制了采用GRIN透镜制成的微型光纤加速度计。闭环负反馈电路设计技术被应用于该加速度计中,使之成为一个具有调宽脉冲再平衡性能的新颖加速度测量系统。对该系统进行的数字仿真和精度定量分析表明:该光纤加速度计具有测量线性范围宽、精度高的特点,可广泛应用于惯性测控系统中。 展开更多
关键词 自聚焦透镜 加速度计 光纤传感器 微位移计 慢性测控 数字仿真
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Microball lens integrated fiber probe for optical frequency domain imaging 被引量:1
6
作者 Jae-Ho Han J. U. Kang 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第9期29-31,共3页
An integrated microball lens fiber catheter probe is demonstrated, which has better lateral resolution and longer working distance than a corresponding bare fiber probe with diverging beam for Fourier domain optical c... An integrated microball lens fiber catheter probe is demonstrated, which has better lateral resolution and longer working distance than a corresponding bare fiber probe with diverging beam for Fourier domain optical coherence tomography (FDOCT). Simulation results are shown to gain the effect of the distance between the mieroball lens and the bare fiber to the focusing plane and beam width. The freedom of modifying the working distance and lateral resolution is shown. This is achieved by changing the gap distance between the single-mode fiber and the microball lens within the packaged surgical needle catheter without using an additional beam expander having a fixed length. The probe successfully acquired crosssectional images of ocular tissues from an animal sample with the proposed miniaturized imaging probe. 展开更多
关键词 Microball lens integrated fiber probe for optical frequency domain imaging THAN
原文传递
用于SS-OCT成像系统的侧视型全光纤镜头及其聚焦性能
7
作者 王驰 任丹阳 +2 位作者 陈金波 张帅帅 孙建美 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第15期2171-2180,共10页
为研制适用于扫频光学相干断层成像(Swept Source Optical Coherence Tomography,SS-OCT)系统的高性能侧视型全光纤镜头,分析了侧视型光纤镜头的性能影响因素及样品制作方法。对基于梯度折射率(Graded-Index,GRIN)光纤的侧视型全光纤镜... 为研制适用于扫频光学相干断层成像(Swept Source Optical Coherence Tomography,SS-OCT)系统的高性能侧视型全光纤镜头,分析了侧视型光纤镜头的性能影响因素及样品制作方法。对基于梯度折射率(Graded-Index,GRIN)光纤的侧视型全光纤镜头的光学模型进行解析,得出与侧视型全光纤镜头性能相关的特征参数。研究了“单模光纤+无芯光纤+GRIN光纤+转角介质”四段式侧视型镜头各组件长度对其光学聚焦性能的影响,设计各组件的适宜长度范围。最后,制作了外径小至0.5 mm、刚性长度2.75 cm的超小侧视型全光纤镜头样品,通过实验测得镜头的工作距离(0.52 mm)和光斑直径(26.82μm),与理论分析结果基本一致,并将镜头样品集成于SS-OCT成像系统,获得了清晰的生物组织层析图像。实验结果表明,本文提出的分析方法可用于侧视型全光纤成像镜头结构参数的优化设计。 展开更多
关键词 光学相干断层成像 光纤镜头 梯度折射率光纤 侧视成像
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超小自聚焦光纤探头的研究进展(英文) 被引量:5
8
作者 王驰 旷滨 +4 位作者 孙建美 朱俊 毕书博 蔡楹 于瀛洁 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期875-888,共14页
梯度折射率(Gradient-index,GRIN)光纤探头是一种全光纤型超小光学镜头,在心血管等狭小空间组织内窥影像检测中具有广阔的应用前景。但其发展一直缺少系统的理论体系。本文讨论探头设计、制作和性能测试等方面的关键问题。基于GRIN光纤... 梯度折射率(Gradient-index,GRIN)光纤探头是一种全光纤型超小光学镜头,在心血管等狭小空间组织内窥影像检测中具有广阔的应用前景。但其发展一直缺少系统的理论体系。本文讨论探头设计、制作和性能测试等方面的关键问题。基于GRIN光纤探头聚焦性能的特征参数,对解析设计方法与数值仿真设计方法进行比较分析。针对超小GRIN光纤探头的制作难题,研究一种光纤熔接和切割的高精度一体化集成装置,描述GRIN光纤探头的制作方法。此外,分析了超小GRIN光纤探头聚焦性能检测的方法及装置。本文为超小GRIN光纤探头的设计、制作及性能测试提供了一个方法体系。 展开更多
关键词 光学相干层析 微小光学探头 自聚焦光纤镜头 grin光纤探头 光纤熔接与切割
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利用光纤传像束的内窥镜物镜设计 被引量:11
9
作者 闫兴涛 杨建峰 +3 位作者 薛彬 周珂 赵意意 卜凡 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期423-427,共5页
光纤传像束用于内窥镜时,对内窥镜物镜的结构型式和成像质量提出了新的要求。在分析了其基本设计原则后,根据实际需求,选用反远距型物镜作为初始结构,利用Zemax软件优化设计了一个工作波段0.38~0.78μm,焦距0.921 mm,全视场100°、... 光纤传像束用于内窥镜时,对内窥镜物镜的结构型式和成像质量提出了新的要求。在分析了其基本设计原则后,根据实际需求,选用反远距型物镜作为初始结构,利用Zemax软件优化设计了一个工作波段0.38~0.78μm,焦距0.921 mm,全视场100°、相对孔径1/4的内窥镜物镜。镜头总长10.32 mm,满足像方远心要求,在38 lp/mm频率处MTF值在0.85以上,像质优良;同时,在Tracepro软件中建立了所设计物镜与光纤传像束结合后系统的模型,模拟的系统耦合效率约为96%且出射端照度均匀。结果表明:该物镜具有视场大、短焦距、结构合理、耦合效率高、像面照度均匀等特点,满足内窥镜要求。 展开更多
关键词 应用光学 物镜设计 光纤传像束 像方远心
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自聚焦透镜在光纤准直器中的应用分析 被引量:19
10
作者 朱少丽 徐秋霜 刘德森 《西南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期379-382,共4页
分析了自聚焦透镜在光无源器件———光纤准直器中的应用,讨论了自聚焦透镜和光纤之间的耦合及光纤准直器之间的耦合,计算并测量了光纤准直器的损耗,提出了改进办法.
关键词 自聚焦透镜 光纤准直器 耦合 损耗
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基于自聚焦透镜的吸收型光纤气体传感器气室设计 被引量:4
11
作者 撒继铭 陈幼平 +1 位作者 张冈 周祖德 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第3期11-12,共2页
基于气体分子红外吸收光谱的原理,设计了基于自聚焦透镜的透射式气室结构。利用自聚焦透镜作为光纤准直透镜和聚焦透镜,应用于透射型气室,并提出了在透射式气室中将多对自聚焦透镜组串联用以增加吸收光程的方法,用该方法可以明显提高气... 基于气体分子红外吸收光谱的原理,设计了基于自聚焦透镜的透射式气室结构。利用自聚焦透镜作为光纤准直透镜和聚焦透镜,应用于透射型气室,并提出了在透射式气室中将多对自聚焦透镜组串联用以增加吸收光程的方法,用该方法可以明显提高气室的检测灵敏度。基于自聚焦透镜的透射式气室成功地应用于基于谐波检测技术的吸收型光纤气体传感器系统中,获得较好的检测效果。 展开更多
关键词 自聚焦透镜 气室 光谱 光纤气体传感器
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传像光纤束的物镜设计 被引量:8
12
作者 李东源 阎秀生 +4 位作者 张晓光 郑荣山 侯蓝田 周桂耀 张守立 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第9期697-699,共3页
在大截面传像束前置光学系统设计中,采用'负-正'型式的像方远心光路结构,在像差校正过程中引入标准二次曲面和偶次非球面,能很好地解决镜头轴外像差校正与像面照度均匀性问题,同时使镜头结构紧凑、小型化.通过理论计算和ZEMAX... 在大截面传像束前置光学系统设计中,采用'负-正'型式的像方远心光路结构,在像差校正过程中引入标准二次曲面和偶次非球面,能很好地解决镜头轴外像差校正与像面照度均匀性问题,同时使镜头结构紧凑、小型化.通过理论计算和ZEMAX光学软件的优化,给出工作波长0.8~1.1μm,焦距5mm,相对孔径为1:3.8,光学长度为47.5mm,视场角为60°的镜头设计实例.对设计结果的分析表明,该镜头在31lp/mm空间频率处的MTF值超过0.78,像质优良. 展开更多
关键词 应用光学 前置物镜 光纤传像束 非球面 像方远心光路
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推扫式红外光纤传像光学系统研究 被引量:2
13
作者 赵意意 杨建峰 +2 位作者 闫兴涛 李福 薛彬 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期39-43,共5页
针对推扫式红外遥感成像技术在高分辨对地观测领域的重要地位,结合我国红外遥感技术发展现状和长线阵红外探测器技术水平,研究了利用线面转换的异型红外光纤传像束线阵端实现推扫,面阵端与成熟的小面阵红外探测器耦合以获得高分辨红外... 针对推扫式红外遥感成像技术在高分辨对地观测领域的重要地位,结合我国红外遥感技术发展现状和长线阵红外探测器技术水平,研究了利用线面转换的异型红外光纤传像束线阵端实现推扫,面阵端与成熟的小面阵红外探测器耦合以获得高分辨红外遥感图像的光纤传像系统.分析了该红外光纤传像系统前置物镜和耦接镜设计中的主要问题,并针对一种入射端为4 000×6元线阵,出射端为160×150元面阵的红外光纤传像束设计了前置物镜系统和后继耦接镜系统.引入平均传递函数的方法对整体光学系统的MTF进行了模拟评价,模拟结果显示整体光学系统成像良好,两系统的成像性能皆达到衍射极限,满足光纤传像系统的特殊要求,可为该类光纤传像系统的设计提供参考. 展开更多
关键词 光学设计 红外成像 光纤束 物镜 耦接镜
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基于共焦原理的反射式自聚焦光纤传感技术研究 被引量:4
14
作者 张杰 谭久彬 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第11期1361-1365,共5页
基于共焦显微成象原理 ,提出了一种由自聚焦透镜和 X型光纤组成的高精度反射式自聚焦光纤传感器 .该传感器具有绝对位置跟踪的特殊能力 ,并有体积小、抗干扰性强、轴向分辨率高等特点 .由实验分析得 ,其轴向分辨率可达 3 0 nm.可用于表... 基于共焦显微成象原理 ,提出了一种由自聚焦透镜和 X型光纤组成的高精度反射式自聚焦光纤传感器 .该传感器具有绝对位置跟踪的特殊能力 ,并有体积小、抗干扰性强、轴向分辨率高等特点 .由实验分析得 ,其轴向分辨率可达 3 0 nm.可用于表面微观形貌、外形尺寸。 展开更多
关键词 共焦显微成像 光纤传感器 自聚焦透镜 非接触测量 X型光纤 纳米分辨率
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内窥式扫频光源光学相干层析系统的探头设计 被引量:4
15
作者 卞海溢 高万荣 廖九零 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期147-152,共6页
利用自聚焦透镜和单模光纤搭建了基于光纤旋转连接器的内窥式扫频光源光学相干层析成像系统.利用Zemax模拟了内窥探头的光学性能,分析了光纤到自聚焦透镜的距离和自聚焦透镜节距对探头性能参量的影响.在综合考虑元器件成本以及成像要求... 利用自聚焦透镜和单模光纤搭建了基于光纤旋转连接器的内窥式扫频光源光学相干层析成像系统.利用Zemax模拟了内窥探头的光学性能,分析了光纤到自聚焦透镜的距离和自聚焦透镜节距对探头性能参量的影响.在综合考虑元器件成本以及成像要求后,选择无需定制,节距为0.24Pitch的自聚焦透镜,确定光纤与自聚焦透镜之间的距离为0.7mm.经实验测得该系统的横向分辨率约为19.5μm,纵向分辨率约为9μm,工作距离约为7mm,成像深度为6.2mm(空气中),与理论值接近.为了验证该系统对生物组织的成像性能,利用该系统对猪食道进行离体成像,重建后的层析图中可以明显地观察到猪肠道的表皮层和固有层.测量系统的各项成像性能参量以及对生物组织的成像性能表明该探头在内窥成像中是可行的. 展开更多
关键词 光学相干层析成像 扫频光源 干涉 内窥成像 横向分辨率 工作距离 成像深度 纵向分辨率 自聚焦透镜
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光纤强度调制加速度传感器的研究 被引量:2
16
作者 陈陶 李培丽 邹建华 《光通信研究》 北大核心 2010年第6期48-50,共3页
设计了一种透射式强度调制光纤加速度传感器,利用带尾纤的准直器(内置自聚焦透镜)直接作敏感质量块,采用双准直器组接收,经过加、减及比值运算,提高了光路的光耦合效率并使光源扰动及微弯损耗干扰的影响得到有效补偿,给出了模拟计算和... 设计了一种透射式强度调制光纤加速度传感器,利用带尾纤的准直器(内置自聚焦透镜)直接作敏感质量块,采用双准直器组接收,经过加、减及比值运算,提高了光路的光耦合效率并使光源扰动及微弯损耗干扰的影响得到有效补偿,给出了模拟计算和初步实验结果。模拟计算和实验数据表明,该加速度传感器具有良好的线性度、一致性和稳定性。 展开更多
关键词 光纤传感器 加速度传感器 强度调制 自聚焦透镜
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光空分多址式无线激光通信组网中空间光-光纤阵列耦合技术研究 被引量:3
17
作者 孟立新 张兆元 +2 位作者 宿百兴 张立中 杨升凯 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第4期10-16,共7页
为了满足建设低功耗、轻小型空间激光通信网络的需求,提出了基于逆向调制原理的光空分多址式无线激光通信组网方案。应用ZEMAX软件设计像方远心镜头,实现收发光束的逆向通信。通过离焦方法进行光斑扩展,提升空间光-光纤阵列的耦合效率,... 为了满足建设低功耗、轻小型空间激光通信网络的需求,提出了基于逆向调制原理的光空分多址式无线激光通信组网方案。应用ZEMAX软件设计像方远心镜头,实现收发光束的逆向通信。通过离焦方法进行光斑扩展,提升空间光-光纤阵列的耦合效率,并用MATLAB软件进行仿真。结果表明:对于纤芯/包层/涂覆层直径为105μm/125μm/250μm的正六边形排列的光纤阵列,光斑半径从40μm增加到80μm,有效视场覆盖率提升25.6%,系统工作稳定性提升50%,光斑扩展有利于空间光-光纤阵列耦合的连续性和稳定性。 展开更多
关键词 自由空间光通信 光空分多址 像方远心镜头 空间光-光纤阵列耦合
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光纤准直器结构研究与设计 被引量:6
18
作者 丁原 王智 杨文波 《长春大学学报》 2005年第2期8-11,共4页
从理论上对自聚焦透镜进行了分析,并论述了光在自聚焦透镜中的传播规律。进而提出了光纤准直器的设计结构,并通过实验验证,利用这种方法设计的光纤准直器具有低的插入损耗和高的回波损耗,能成功用于光环行器中。
关键词 自聚焦透镜 光纤准直器 光环行器
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光纤通信原理多元化课堂教学模式研究 被引量:5
19
作者 郭淑琴 周守利 《高师理科学刊》 2020年第1期73-76,共4页
在光纤通信原理的课堂教学中,探索多元化的教学方式,融入教师的科研工作,引入了光子晶体光纤及时间透镜成像技术2个主题,激发学生的科研兴趣.让学生了解前沿的技术动态,拓宽学生的专业视野,尤其为以后考研等进一步深造奠定基础.此外,使... 在光纤通信原理的课堂教学中,探索多元化的教学方式,融入教师的科研工作,引入了光子晶体光纤及时间透镜成像技术2个主题,激发学生的科研兴趣.让学生了解前沿的技术动态,拓宽学生的专业视野,尤其为以后考研等进一步深造奠定基础.此外,使学生能够利用Optisystem等仿真软件搭建光纤通信系统实验平台,了解光通信系统的整体框架,各部分的基本功能,各器件的性能特点,并藉此弥补专业实验室设备陈旧、可开设实验数目有限等一系列缺陷,为培养复合型的光通信专业人才探索出新的教学模式. 展开更多
关键词 光纤通信 光子晶体光纤 时间透镜成像 Optisystem仿真软件 教学模式
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光纤传像束原理及其应用 被引量:6
20
作者 马相路 《光机电信息》 2007年第10期44-49,共6页
光纤是现代通信网络的骨干,尤其是在大容量数据通信中。光纤作为传感器材料也得到了广泛应用,但却很少有人知道光纤还有一个特殊的作用,那就是传像。传像就是指将影像通过光纤直接传输,而中间不再经过类似于光通信那样的信号转换过程。... 光纤是现代通信网络的骨干,尤其是在大容量数据通信中。光纤作为传感器材料也得到了广泛应用,但却很少有人知道光纤还有一个特殊的作用,那就是传像。传像就是指将影像通过光纤直接传输,而中间不再经过类似于光通信那样的信号转换过程。本文阐述了光纤传像束的工作原理并着重介绍了光纤传像束在工业、医疗以及军事等方面的应用。 展开更多
关键词 光纤传像束 内窥镜 潜望镜 全反射光纤 数值孔径
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