摘要：近年来,设计和发展新型光敏感的多功能材料已经成为研究热点,而稀土掺杂发光材料因其独特的光学性能备受关注。采用高温固相反应法合成了NaBiNb_(2)O_(7):0.01Er^(3+)/xYb^(3+)光致变色材料,在405 nm辐照下样品从淡绿色变成灰色,热刺激后可逆恢复到初始状态,表现出典型的光致变色效应;此外,材料在980 nm光激发下呈现出Er^(3+)离子的绿色(526和557 nm)和红色(667 nm)上转换发光。光致变色前后,上转换发光的调控比率(△I_(t))达到58.2%。基于荧光强度比技术,采用Er^(3+)离子的热耦合能级(^(2)H_(11∕2)和^(4)S_(3∕2))探究了样品在298~718 K范围内的光学温度传感性能,最高相对灵敏度达到1.18%K^(-1),这些结果对设计多功能光学温度传感性能具有指导作用。

摘要：为了提高光纤宏弯温度传感器的性能,提出了一种基于聚酰亚胺(PI)涂覆的新颖光纤宏弯温度传感器。利用基于纤芯-包层-无限涂覆层结构的光纤弯曲损耗-温度测量方法确定了传感器的光纤弯曲半径,将PI薄膜涂覆在1060-XP光纤包层外获得了新型的光纤宏弯温度传感器。该传感器的温度传感实验结果表明,PI涂覆不仅能提升光纤的机械性能和耐热性,还可实现温度灵敏度和温度测量分辨能力的显著提高。该新颖的光纤宏弯温度传感器可实现-20~100℃的宽温测量范围,温度灵敏度为0.072 dB/℃,分辨能力为0.14℃。与其他光纤宏弯温度传感器相比,所设计的传感器的温度传感性能显著提高。

摘要：氟氧化物兼有氧化物优异的稳定性和氟化物的低声子能量,是上转换发光材料的一种热点基质材料,因而研究六方相LaOF∶Er,Yb的上转换发光性能及其温度特性具有重要意义。本文采用水热法制备了六方相LaOF∶Er,Yb荧光材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱对其结构和上转换荧光性能进行表征。实验结果表明,水热法120℃得到六方相LaF3,经800℃和1000℃退火后分别形成四方相LaOF和六方相LaOF。980 nm激发下,六方相LaOF∶Er,Yb中Yb3+与Er3+存在能量传递,通过双光子吸收产生绿光和红光的上转换荧光,并且Yb3+与Er3+的最佳浓度分别为3%和1%。最后研究了六方相LaOF∶Er,Yb在温度传感方面的应用,其在150~400 K温度范围的相对灵敏度和绝对灵敏度分别为0.037 K-1和0.0043 K-1。该材料具有优异的温度传感特性,对荧光温度传感器件的设计和应用具有指导意义。

摘要：提出并设计了一种环形腔掺铒光纤激光用于温度传感的方法。利用啁啾光纤光栅进行光学滤波,结合未泵浦掺铒光纤作为可饱和吸收体稳频,实现了环形腔掺铒光纤激光器单波长激光输出。通过温度变化实验,实现了单波长激光输出的温度传感测量。泵浦源输出功率为219 mW时,实现了1555.25 nm单波长激光输出,3 dB线宽为0.06 nm,边摸抑制比为47.05 dB。实验中对1555.25 nm单波长激光进行稳定性测试,10 min内激光输出功率变化为0.59 dB。利用温度加热平台对啁啾光纤光栅进行升降温实验,升温过程温度灵敏度为12.59 pm/℃,线性度为0.9986,降温过程温度灵敏度为12.58 pm/℃,线性度为0.9983。不同温度条件下对激光进行稳定性测试,在10 min监测时间范围内,50℃和300℃激光输出功率变化分别为0.27 dB和0.09 dB。

摘要：近年来,Er^(3+)离子掺杂的无机发光材料被广泛应用于温度传感材料的研究。本文采用溶胶⁃凝胶法制备了Er^(3+)掺杂的KBaGd(MoO_(4))_(3)荧光粉,利用常温激发和发射光谱、荧光衰减曲线以及变温发射光谱对其光谱性能以及温度传感特性进行了分析。荧光光谱表明,KBaGd(MoO_(4))_(3)∶Er^(3+)在380 nm处有着较强的吸收峰,源自于Er^(3+)离子的4I_(15/2)→4G_(11/2)吸收跃迁。在近紫外光激发下,KBaGd(MoO_(4))_(3)∶Er^(3+)荧光粉在520~570 nm之间具有两个明亮的绿色发射。由于电偶极间相互作用,当Er^(3+)离子掺杂浓度超过8%时,样品发光开始出现浓度猝灭。基于荧光强度比(FIR)模型计算得到KBaGd(MoO_(4))_(3)∶Er^(3+)的相对灵敏度优于已报道的大部分同类温度传感材料,因此在光温传感领域有着更好的应用潜力。最后,对利用KBaGd(MoO_(4))_(3)∶Er^(3+)设计的LED进行了光电参数测试,并对其在照明领域的应用进行了客观评价。

摘要：提出并制作出一种基于锥体光纤-长周期光纤光栅-锥体光纤结构的全光纤Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪传感器,并对其温度传感特性进行了研究.实验结果表明,固定光纤锥体和长周期光纤光栅的结构,仅改变两个光纤锥体之间的距离,对应不同的M-Z干涉谐振峰呈现出不同的温度传感特性:随着两个光纤锥体之间的距离增加,位于短波长处的谐振峰,传感器的温度灵敏度减小,而位于长波长处的谐振峰,传感器的温度灵敏度增加.当传感器长度为16.5cm时,在1 680nm附近的温度灵敏度达到0.102 06nm/℃.实验结果对于锥体光纤-长周期光纤光栅组合型温度传感器的优化设计具有重要参考价值.

摘要：利用钒酸根电荷迁移态的荧光温度猝灭效应与Sm3+的4F3/2与4G5/2能级之间的热耦合特性,设计了基于钒酸根与Sm3+荧光强度比的新型光学测温方案。在310 nm的激发下,通过测量GdVO4:0.5%Sm3+粉末样品在300~480 K温度范围内的变温发射光谱,研究了钒酸根在450 nm处与Sm3+在535 nm处荧光强度比的温度依赖关系,所得相对温度灵敏度在380 K达到最大值1.6%·K-1,在较大的温度范围内,明显优于基于Er3+和Ho3+热耦合能级荧光强度比的测温体系。同时,通过研究GdVO4:5%Sm3+的变温发射光谱,对发射光谱中位于480~503 nm范围内荧光峰的跃迁来源进行了指认。

摘要：为了获得高精度的温度传感系统,提出并验证了一种基于长周期光栅(LPG)温度传感系统。首先利用普通单模光纤(MSF)拉制了微纳光纤,拉制的微纳光纤直径约为6.2μm;其次,利用CO2脉冲激光器在拉制的微纳光纤上制作了微纳LPG,光栅的周期为100μm;利用获得的微纳LPG结合马赫-曾德干涉仪(MZI)设计了温度传感系统,在系统中利用声光调制器(AOM)作为移频调制器,获得了200 MHz的微波信号,且随LPG测量温度的增加,微波信号的相对强度逐渐增加,其斜率约为0.46(a.u)/℃。在30min的时间间隔内,测量了信号强度的稳定性,强度变化约为0.5dB,表明系统展现了较高的稳定性。

摘要：采用真空熔融淬冷法制备了Ge_(33)As_(12)Se_(55)和Ge_(22)As_(20)Se_(58)硫系玻璃,测试结果表明该玻璃在中红外波段具有宽红外透过范围、高折射率和高折射率温度系数。以此材料为基质,设计了在中红外波段的硫系光纤光栅温度传感器。采用传输矩阵法和耦合模方程模拟计算了光纤光栅透射谱和温度传感特性。研究发现,设计的光纤光栅温度传感器的中心波长漂移量与温度变化有良好的线性关系。当工作波长从近红外增加到中红外波段后,光纤光栅的温度传感灵敏度可以得到极大的提升。计算结果表明,Ge-As-Se硫系布拉格光纤光栅和长周期光纤光栅在1.55μm的温度传感灵敏度分别达到了0.1232nm/℃和0.292nm/℃,是石英基质光纤光栅在该波段的1 0和24倍。

摘要：近年来研究者借鉴游标卡尺和气压计中的游标(Vernier)结构,在多波长光纤激光传感器中使用双干涉仪级联的方式产生Vernier效应,用来提升传感器的灵敏度。本文通过仿真与实验测试,对光纤Sagnac干涉仪(FSI)和光纤法布里-佩罗干涉仪(FFPI)级联产生的Vernier效应进行了研究,设计了两种不同结构的温度传感器,研究了级联结构对传感器温度灵敏度的影响并进行了实验测试。结果表明,温度灵敏度从-1.7 nm/℃(FSI温度传感灵敏度)和0.008 nm/℃(FPI温度传感灵敏度)分别提高到10.28 nm/℃和10.64 nm/℃,基于Vernier效应,温度传感器的灵敏度提升超过6倍,实验结果与理论分析基本一致(10.82 nm/℃)。