华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
设计了一种可嵌入基于表面等离子体共振(SPR)光纤传感器的微流控芯片,可用于溶液浓度的测量。采用具有良好化学惰性的有机聚合材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为芯片主体的制作材料,在芯片中微流控通道内采用镀有60nm金膜的多模光纤-光子晶体光纤-多模光纤(MMF-PCF-MMF)传感结构来激发SPR效应。当注入微流体通道的溶液浓度发生变化时,由于光纤传感部分外部折射率的变化引起SPR谐振谷移动,故该芯片可用于测量溶液浓度。本芯片微流控通道直径为0.2mm,最高检测灵敏度可达8240.6nm/RIU,具有便于实时测量、高灵敏度、高可靠性、溶液用量少等特点。
光纤光学 光纤传感器 光子晶体光纤 表面等离子体共振 微流控芯片
华中科技大学 光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
光纤荧光传感器结合了荧光检测灵敏度高、鉴别性强和光纤体积小、抗干扰能力强等优点, 由于部分荧光检测物质对荧光强度有猝灭作用, 所以基于猝灭效应的光纤荧光传感器具有重要的研究意义。本文对基于荧光猝灭效应光纤传感器的研究进展进行综述, 简要描述了荧光猝灭效应的检测机理, 并根据传感光纤结构的不同, 对光纤与荧光检测的结合机理进行了分类总结。在此基础上阐述了基于荧光猝灭效应的光纤荧光传感器在重金属离子检测、爆炸物检测等领域的应用, 分析了猝灭剂、荧光材料的相互作用和传感器的性能指标, 最后对其发展方向进行了展望。
光谱检测 光纤传感 发光机理 荧光猝灭 spectral detection optical fiber sensing luminescence mechanism fluorescence quenching
Author Affiliations
Abstract
School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
The Brillouin gain properties in a double-clad As2Se3 photonic crystal fiber (PCF) are simulated based on the finite-element method (FEM). The results indicate that the Brillouin gain spectrum (BGS) of our proposed chalcogenide PCF exhibits a multipeaked behavior and has a high Brillouin gain coefficient. We also find that a larger size of inner cladding air holes will lead to a more pronounced second peak in the BGS. On the other hand, the size of the outer cladding has nearly no effect on the BGS behavior. Through these results, one can tailor the Stimulated Brillouin scattering effect in PCFs for a wide range of applications.
290.5900 Scattering, stimulated Brillouin 190.4370 Nonlinear optics, fibers 060.4370 Nonlinear optics, fibers 060.5295 Photonic crystal fibers Chinese Optics Letters
2017, 15(4): 042901
1 下一代互联网接入系统国家工程实验室, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
随着人们对通信容量的需求日益增大，基于微环谐振腔产生的光频梳，可以很好地满足通信系统的光源要求。光频梳具有光谱范围广、相干性高、集成化等特点，由于光频梳是基于四波混频效应产生的，因此对微环谐振腔的色散曲线要求比较严格。总结了目前几种控制微环谐振腔色散特性的最新研究，包括改变微环的宽度等，利用slot 结构和微环结构相结合，采用光子晶体结构等方法，对这些结构的优缺点及性能作了比较分析。同时还对进一步优化微谐振腔的色散曲线提出了展望，利用微环和光子晶体结构的组合方法，有可能实现较小光谱范围内色散曲线的优化，提高四波混频的效率。
光通信 微环谐振腔 色散控制 光频梳 四波混频 激光与光电子学进展
2014, 51(6): 060001
1 华中科技大学光电子科学与工程学院， 湖北 武汉 430074
2 武汉光电国家实验室(筹), 湖北 武汉 430074
基于光栅的表面等离子体共振(SPR)传感技术是近年来光纤传感领域的研究热点。论述了SPR传感器的工作原理、调制方式和光栅耦合式SPR传感器的理论。介绍了该领域的研究成果，包括利用光纤布拉格光栅(FBG)的空芯光纤SPR传感器、利用FBG或长周期光栅（LPG）的普通光纤SPR传感器、利用平面波导光栅的SPR传感器、利用金属表面光栅的SPR传感器及多通道光栅SPR传感器。总结了部分结构优化之后的典型参数，给出了基于光栅的SPR传感器的研究现状和发展方向。
衍射与光栅 表面等离子体共振 耦合模理论 折射率传感器 结构优化 激光与光电子学进展
2011, 48(10): 100502
长周期光纤光栅在光纤通信和光纤传感领域有着广泛的应用。目前制作长周期光纤光栅的方法存在着制作成本、光栅性能和制作过程复杂之间的矛盾。提出了一种新的长周期光纤光栅制作技术。以宽光谱紫外光源代替激光器来制作长周期光纤光栅。采用该项技术可以同时制作出多根具有良好光谱性能的长周期光纤光栅,使长周期光纤光栅的制作更加简单、经济、实用,特别适合于批量工业化生产。
导波光学 长周期光纤光栅 紫外光源 制作
对取样光栅而言,完整的平均折射率补偿应包括切趾补偿和取样补偿两部分.理论模拟显示,只作切趾补偿而不作取样补偿仍然可以收到良好效果.提出了针对氩离子倍频激光器写入取样光栅的简单的切趾补偿工艺.依据是模板存在一定的干涉区,当光纤退出模板的干涉区后,只有平均折射率提高而不写入新的光栅.因此在干涉区外进行与切趾函数互补的曝光就可以切趾补偿了.实验结果显示,切趾补偿有效降低了取样光栅每信道反射谱的旁瓣,使反射谱的形状更加理想,同时也有效降低了群时延曲线的波纹.
光纤光栅 取样 切趾 补偿
提出一种在保偏光纤上计算光纤拍长的方法,即在保偏光纤上制作光纤光栅,利用光纤光栅的特性可以方便地求得光纤的拍长.同时,发现在保偏光纤上写入光纤光栅,其过程等效于在两个主轴上分别写入了一个光纤光栅,并且这两个光栅对于光的偏振态具有选择性,它们分别作用的偏振态是相互正交的.利用此特性,可以得到偏振消光比比较高的偏振分束器.
光纤通信 光纤光栅 双折射 拍长
