光纤渐逝波耦合湿度传感器研究

提出了一种新颖的光纤渐逝波耦合湿度传感器,它是将光纤通信中常规的光纤熔融拉锥渐逝波耦合器与溶胶-凝胶材料相结合,利用溶胶凝胶材料的多孔结构,实现对水分子的吸附,这将改变溶胶-凝胶材料的折射率,从而改变光纤耦合器的分光比,达到湿度传感的目的。

石英纤维热损伤机制

通过TG／DSC和高温XRD对石英纤维的高温相转变行为进行了研究，通过高分辨SEM对经不同温度处理过的石英纤维的表面形貌进行了研究，并用抗拉强度实验机测量了这些石英纤维的抗拉强度。研究结果表明，低于1000℃处理的石英纤维热损伤可分为两个阶段：（1）在低于600℃的热处理温度范围内，由于石英纤维表面处理剂的挥发，石英纤维直径逐渐减小，原来表面的裂纹、条状和圆形凸起等缺陷逐渐显露出来，导致石英纤维抗拉强度缓慢降低；（2）在600～1000℃的热处理温度范围内，石英纤维表面处理剂挥发完毕，在热处理的升降温过程中，由于热应力的作用，表面的条状和圆形凸起开始剥落，造成一定数量的新的表面裂口和裂纹缺陷。温度越高，石英纤维表面的条状和圆形凸起剥落现象越明显，这是造成这一温度条件下石英纤维强度显著降低的主要因素之一。此外，结合TG／DSC和XRD的研究结果，石英纤维低于1000℃热处理后，虽然没有明显的相变化，但是晶体结构有序化程度提高，表面开始析出α-方石英并导致纤维表面形成一定数量的凸起缺陷，这也是导致高温处理后石英纤维热损伤的原因之一。

热力学模型在氮氧化物陶瓷研究中的应用

用热力学几何规则,对Si3N4-A lN-A l2O3-SiO2体系中的部分化合物的标准生成吉布斯自由能进行了预报和评估;用新几何模型计算了A l2O3-SiO2-Si3N4三元体系高温液相的热力学性质。为研究Si3N4-A lN-A l2O3-SiO2体系陶瓷材料在制备和应用条件下的物理化学变化规律提供了热力学数据。此外,根据预报的热力学数据,计算并给出了A l-O-N、Si-O-N和B-O-N体系的参数状态图,为分析和确定O-Sialon-BN系复合材料合成和应用的条件提供了理论依据。

少模光纤布拉格光栅折射率传感的分析与测量

理论分析和模拟计算了少模光纤布拉格光栅基模及高阶模的耦合与传输特性,得到在相同外部折射率变化情况下,少模光纤基模与高阶模耦合对应的布拉格波长变化,比正、反向基模之间耦合对应的布拉格波长变化显著增大。实验上制作了少模光纤布拉格光栅,测量了基模之间以及基模与高阶模之间对应的布拉格波长随外部折射率、温度变化的情况,得到与理论分析相符的结果。而对于温度变化对折射率测量结果干扰的问题,提出了通过计算布拉格波长差来克服温度影响的方法。这些结果为采用布拉格光纤光栅测量外部折射率变化提供了一种新的途径。

聚合物光纤损耗及光谱特性的测量分析

聚合物光纤（POFs）的参数直接反映了POFs的特性，为了更好地了解POFs的性能，探索POFs的测量方法，对POFs的传输损耗光潜特性进行了理论和实验研究。分析了POFs的传输损耗特性以及与波长的相关性，利用剪断法和光谱分析法对POFs的传输损耗和光谱特性进行测定，最后测得在550～670nm波长范围内聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）阶跃型POFs的传输损耗光谱特性。结果娃示，PMMA阶跃型POFs在510～580nm和650nm的波长范围内有较低的损耗。

高性能紫外光纤的免疫制作技术

采用一种免疫紫外光纤技术,制作高性能的紫外光纤。它是一种紫外光预先照射与热处理相结合的方法。首先,用紫外光照射紫外光纤的预制棒,使其在石英玻璃内产生色心和结构缺陷;然后,用光纤拉丝机拉丝炉的温度边拉制光纤边进行热处理,从而提高了传输性能,获得高性能的紫外光纤。测试结果表明:用该紫外光免疫技术制作的紫外光纤具有更好的传输特性,在350～450nm波长范围内,传输损耗降低0.4～0.8dB。

基于耦合分光可见度的光纤温度传感器

基于光纤耦合原理,利用耦合分光可见度概念,提出了一种新型的光纤温度传感器.其传感元件是由2根常规通信单模光纤熔融拉锥而成的光纤耦合器,将传感探头置于温度场中,传感器周围温度变化改变包层材料折射率,从而引起渐逝场分布变化导致能量在耦合器两臂中的重新分配,使输出耦合分光比(CR)相应发生变化.为提高传感器的性能,采用所定义的耦合分光可见度Vis来取代耦合CR,对CR和Vis的特性进行了分析、比较,验证了利用Vis作为光纤传感器的输出具有更高的灵敏度及信噪比.对该温度传感器在20～45 ℃的温度进行了测试,实验结果与理论分析具有良好的一致性.