摘要：根据导光机理、微孔分布、介质载入、纤芯数量及对称性等因素,对微结构光纤进行了具体分类。在此基础上,阐述了微结构光纤传感器的结构设计方法。对近年来国内外(包括作者设计)的典型微结构光纤传感器和微结构光纤光栅传感器进行了详细介绍和综合评述,对基于微结构光纤及微结构光纤光栅的新型传感器的发展进行了展望。

摘要：利用光栅效应和保偏光纤的双折射效应相消原理,设计并制备了一种折射率不敏感温度传感器。传感器由写在熊猫保偏光纤(PMF)上的倾角为45°的长周期光纤光栅(LPFG)对构成。实验结果表明,当满足特定条件时随着环境折射率的变化,谐振波长零漂移;随着环境温度的升高,谐振波长向长波方向漂移,温度灵敏度高达37pm/℃,高于报道的螺旋型折射率调制级联光栅对(温度灵敏度为30pm/℃),三倍于Bragg光栅的温度灵敏度(10pm/℃)。这种结构具有的折射率不敏感性,特别适用于生产过程中液体的温度测量,而不必考虑折射率和温度的交叉敏感性。

摘要：主要对光纤腔衰荡谱(CRDS)系统设计及流体传感问题展开研究。介绍光纤腔衰荡谱技术的基本原理;给出典型光纤衰荡腔的结构分类;提出光纤腔衰荡谱系统的设计方法,并简要介绍我们应用光纤衰荡谱技术进行流体传感研究的最新进展;最后,展望光纤腔衰荡谱技术的发展并提出研究新思路和建议。

摘要：采用前驱体浸渍热解(PIP)工艺制备了ZrC-SiC、ZrB_(2)-ZrC-SiC和HfB_(2)-HfC-SiC复相陶瓷基复合材料,复合材料中的超高温陶瓷相均呈现出亚微米/纳米均匀弥散分布的特征,对比研究了上述材料在大气等离子和高温电弧风洞考核环境中的超高温烧蚀行为。研究结果表明,超高温复相陶瓷基复合材料相比传统的未改性SiC基复合材料,烧蚀后复合材料表面原位生成了固液两相致密氧化膜,两相协同作用实现了抗冲蚀和抗氧化的效果,对液相SiO_(2)的流失起到了阻碍作用,提升了材料的超高温烧蚀性能。在此基础上,提出了设计超高温复相陶瓷基复合材料应考虑的因素。上述研究结果对陶瓷基复合材料在超高温有限寿命领域的应用具有一定的指导意义。

摘要：系统总结了光纤耦合器的发展历程,归纳提炼出各个阶段的标志性事件;详细阐述了光纤耦合器的耦合类型、制作方法、性能参数;详细评述了光纤耦合器的理论分析方法;全面分析了X型、星型、光栅型、混合型等各种典型光纤耦合器的基本结构、工作原理及耦合特性;指出并展望了光纤耦合器的发展方向和应用前景。作者率先提出并设计了超长周期光纤光栅耦合器,实验上实现了两个超长周期光纤光栅之间的有效耦合。

摘要：采用轮辐式传感机构设计,将两个不同波长的布拉格光栅与轮辐中性轴线同时成相同角度,粘贴在两个对称轮辐侧面的中间位置构成传感头.利用光纤光栅波长绝对编码的特性,设计并研制了轮辐式温度自动补偿型光纤光栅测力传感器.理论分析和实验结果证明,该传感器具有温度自动补偿特性,可用于压力和拉力的高精度感测,其最大力的测量值达到3 kN,温度自动补偿范围为-20℃～75℃.

摘要：设计了一套隔热材料高温(>1200℃)隔热效果的测试装置,可对隔热材料进行快速、低成本的有效测试和筛选。采用本装置在材料热面中心温度为1600℃±10℃时,考察了碳/酚醛复合材料和ZrO2纤维板材料背部升温历程,评价了2种材料的隔热性能,并采用有限差分法数值模拟了ZrO2纤维板材料背部升温历程,预测其有效导热系数。研究表明,在加热初期400 s时间内,碳/酚醛复合材料的隔热性能优于ZrO2纤维板的隔热性能,后期则相反;ZrO2纤维板的隔热性能与体积密度有关,有效导热系数随温度升高而非线性地增大。

摘要：根据耦合模理论,对光纤布拉格光栅(FBG)的横向应变特性进行了深入研究,并采用数值分析方法对光纤布拉格光栅在平面应变和应力情况下进行了模拟分析:对于平面应变情况,一个谐振峰向波长增大的方向移动,而另一个谐振峰向波长减小的方向轻微移动;对于平面应力情况,两个谐振峰都向波长增大的方向移动。设计了相应的实验进行验证,实验结果与理论分析相符;该实验结果表明光纤布拉格光栅的横向应变情况介于平面应力和平面应变之间,而且更接近平面应力情况。根据理论分析,横向应变与纵向应变对波长漂移的贡献不一样,从而使三维应变测量成为可能。

摘要：基于折射率匹配耦合原理,提出并设计了一种新型宽带单偏振单模光子晶体光纤,阐述了工作原理并利用全矢量有限元法对其进行了数值模拟。当中间纤芯和边芯之间空气孔1和2的直径为2.4μm时,波长在1.26～1.7μm的范围内,偏振相关损耗大于4.08 dB/m,单偏振单模的带宽高达440 nm;当空气孔1和2的直径为2.6μm时,在波长1.31μm处,x偏振模的限制损耗为26.93 dB/m,而y偏振模的限制损耗仅为0.01 dB/m,在波长1.55μm处,x偏振模的限制损耗为38.66 dB/m,y偏振模的限制损耗仅为0.05 dB/m。这种光子晶体光纤具有高带宽特性,并且在1.31μm和1.55μm两个通信窗口存在高相关偏振损耗。

摘要：利用高频CO2激光单侧曝光技术及双芯光纤的非对称性,设计并制作了一种长周期光纤光栅弯曲矢量传感器.成栅机理分析表明,光纤边缘处嵌入的纤芯极大地增强了包层中的残余应力,在CO2激光脉冲曝光时,残余应力释放作用增强,光栅质量更高;同时,双芯光纤的非对称结构以及CO_2激光单侧曝光使得光纤器件对偏振非常敏感,写制的光纤光栅在1 555.4nm谐振波长处的偏振相关损耗高达20.8dB.弯曲传感测试表明,在0~1.235m^(-1)曲率范围内,光纤光栅向+y方向弯曲时,透射谱谐振峰波长向长波方向漂移,灵敏度为2.37nm/m^(-1);光纤光栅向-y方向弯曲时,谐振峰波长向短波方向漂移,灵敏度为1.80nm/m^(-1).该弯曲矢量传感器结构简单,灵敏度高,可广泛应用于道路、桥梁等建筑的安全检测.