中国计量大学 光学与电子科技学院, 杭州 310018
光纤布喇格光栅(FBG)因其响应速度快和准分布式测量等优势广泛应用于氢气测量领域。为进一步扩大氢气浓度测量范围, 提出一种基于介孔型掺铂三氧化钨(Pt/WO3)粉末的FBG氢气传感器, 并级联一个FBG传感头用以温度补偿。实验结果表明: 将氢气浓度从0递增到32%, FBG的中心波长最大飘移量为320 pm, 响应时间约为10 s, 并且在0~14%氢气浓度范围内有较好的线性关系, 灵敏度为11.69 pm/%H2, 可以实现准分布的氢气浓度传感。
氢气传感器 布喇格光纤光栅 温度补偿 大范围氢气浓度 Pt/WO3粉末 hydrogen sensor fiber Bragg grating temperature compensation wide range of hydrogen concentration Pt/WO3 powder
江西师范大学 物理与通信电子学院, 江西省光电子与通信重点实验室, 南昌 330022
提出了一种测试电沉积应力演变的方法.其机理为当带金属包层的布喇格光纤光栅为阴极进行电沉积时, 在沉积应力作用下, 布喇格光纤光栅的中心波长将发生漂移, 以此可推知沉积应力的大小.测试中首先利用光纤光栅解调仪记录电沉积应力作用下的布喇格光纤光栅中心波长的偏移量, 并将整个沉积时间分成小的时间段;然后依据沉积速度和标定的不同沉积厚度下的布喇格光纤光栅应力灵敏度, 计算出每时间段的应力值;最后将各时间段应力累加以获得累积应力随时间的演变.以电镀镍为例, 使用涂覆有化学镀镍磷金属包层的布喇格光纤光栅传感器, 进行电沉积应力测试, 测试表明：当测试镍镀层厚度小于50 μm时, 传感器灵敏度大于7pm/MPa, 准确度大于0.14 MPa;在6 000 s的电镀时间内, 累积压应力为173.049 9 MPa.
应用光学 应力演变测试方法 布喇格光纤光栅 电沉积应力 灵敏度 测试技术 传感器 Applied optics Stress evolution test method Fiber Bragg grating Electrodeposition stresses Sensitivity Monitoring techniques Sensor
西北工业大学 理学院, 陕西省光信息技术重点实验室, 教育部空间应用物理与化学重点实验室, 西安 710072
设计了一种基于焦耳热的新型光纤布喇格光栅电压传感器以用于小电压的精确监测.实验中通过真空蒸镀法在光栅周围镀上一层金属镍, 并将光栅密闭封装在充满气凝胶的铜管中.电压传感通过所镀金属镍层在通电过程中产生的焦耳热引起栅区温度升高, 导致光纤光栅反射谱中心波长漂移, 从而实现电压与光纤光栅中心波长漂移量的变换.实验表明, 封装后的直流电压灵敏度达到520 pm/V2, 并可用于较低频率的交流传感, 且系统结构简单、精度高、易于实现.
电压传感 布喇格光纤光栅 焦耳热 金属封装 波长漂移 Voltage sensor Fiber Bragg grating Joule heat Metallic packaging Wavelength drift
电子科技大学 光纤传感与通信教育部重点实验室，成都 611731
利用布喇格光纤光栅传感器对应变和温度同时敏感的特性，根据应变和温度导致光栅中心波长变化趋势及规律的不同，在光纤光栅围栏入侵监测系统中，从信号时域、频域提取的多方位特征对周界入侵和火灾发生等威胁安全事件进行智能识别和报警.在光纤光栅围栏防入侵功能基础上，无需做任何硬件封装的改变，也无需另外增加温度敏感光缆和集成其他温度监测系统，即可同时达到火灾监测的目的，实现防火和防入侵的同步预警.处理结果验证了该方法的有效性.
光纤光栅围栏 安防 火灾报警 布喇格光纤光栅 Fiber grating fence Security Fire alarm Fiber Bragg gratings
1 宜宾学院 物理与电子工程学院 计算物理四川省高校重点实验室， 宜宾 644000
2 电子科技大学 物理电子学院， 成都 610054
为了分析布喇格光纤激光器中光纤的温度分布特性，提出了布喇格光纤激光器中光纤的稳定热模型，通过热传输方程分析了其中的温度分布，并采用数值有限元法对布喇格光纤的温度分布和由此产生的热应力进行了数值研究,然后对热功率密度、光纤包层数和环境对流传热系数对光纤温度分布的影响进行了模拟计算。结果表明,表层温度远低于覆层材料的临界值300℃，而且纤芯和表面的温差大约10℃。研究结果有助于高功率布喇格光纤激光器的耐热设计。
激光器 布喇格光纤激光器 布喇格光纤 热效应 lasers Bragg fiber laser Bragg fiber thermal effect
1 深圳大学 电子科学与技术学院，广东 深圳 518060
2 国防科学技术大学 光电科学与工程学院，长沙 410073
通过有限元法建立模型，讨论了布喇格光纤设计参量对光子带隙的影响，发现当增加掺锗玻璃环的厚度或折射率时，会使带隙移向长波.通过在紧邻纤芯处施加一层掺氟低折射率玻璃，设计了一种大模面积W型布喇格光纤.计算表明：W型布喇格光纤可以有效减小限制损耗，提高光纤的抗弯曲能力.本文设计的布喇格光纤的纤芯直径为30 μm，在波长1.06 μm限制损耗约为0.1 dB/km，且维持单一横模传输.
布喇格光纤 大模面积 反共振反射型光波导 Bragg Fiber(BF) Large mode area Anti-Resonance Reflecting Optical Waveguide(ARROW)
燕山大学,信息科学与工程学院,秦皇岛,066004
提出并分析了利用蜘蛛网结构包层空芯布喇格光纤在0.65 μm～1.55 μm和200 μm～500 μm波长范围得到低损耗传输的可能性.采用渐近转移矩阵公式所做的分析结果表明:这种光纤的传输损耗远低于构成光纤所用塑料的吸收损耗.在0.65 μm～1.54 μm的可见至近红外波段,这种光纤结构可把构成光纤所用塑料的吸收损耗抑制为1/237 000,甚至可抑制为1/1 300 000;在200 μm～500 μm的太赫兹波段,这种光纤结构可把构成光纤所用塑料的吸收损耗抑制为1/8 962,甚至可抑制为1/83 390.因此用便宜的塑料,可以在可见至太赫兹波段用这种光纤构成较长距离、较高带宽的光纤通信系统,并实现波分复用(WDM).
布喇格光纤 蜘蛛网结构包层 塑料 可见至近红外波 太赫兹波 损耗 Bragg fiber Cobweb-structured cladding Plastics Visible to near infrared wave Terahertz wave Loss
1 电子科技大学 物理电子学院，成都 610054
2 西安通信学院，西安 710106
应用光波导理论和矩阵理论建立了分析空芯布喇格光纤的光传输理论模型，对具有不等周期的布喇格光纤结构，以最小输出功率流为优化目标进行仿真，设计出具有8个外包层的布喇格光纤，并分析了其损耗特性。该结构具有外包层数小、结构简单、损耗低的特点，有利于空芯布喇格光纤的制造和应用。
光纤光学 布喇格光纤 传输矩阵 径向输出流 损耗 fiber optics Bragg fiber transfer matrix radial out-flowing flux loss
南开大学现代光学研究所，教育部光电信息技术科学重点实验室，天津 300071
采用两级解调的方法，优化了WDM／SDM光纤光栅传感复用系统的解调规则，探索了采用双解调系统，同时对光纤光栅传感阵列进行解调以提高传感系统解调速度的方法．在系统设计中采用Petri Net理论来解决多解调系统协调运行的问题．通过构建双解调四通道的布喇格光纤光栅应变传感复用系统验证了多解调复用技术的可行性，采用排队论理论，模拟仿真了双解调系统的性能．理论分析和实验表明双解调系统的平均等待时间比传统的解调方法的平均等待时间低一个数量级．
布喇格光纤光栅(FBG)传感 排队论 解调 Fiber Bragg gating sensing Petri Net Petri Net Queuing theory Demodulate
1 中国科学院,西安光学精密机械研究所,西安,710068
2 深圳大学,光电子学研究所,深圳,518060
3 第二炮兵工程学院,西安,710025
为克服目前传感应用领域借用传感性能并不优异的通信用光纤光栅的不足,在总结传感用光纤光栅制作技术的特点和要求基础上,对近年来传感用光纤光栅的制作技术进行了系统回顾,具体分析了耐高温、高机械强度、增敏/去敏等常见传感用布喇格光纤光栅的写入技术以及紫外曝光、机械变形、红外激光逐点写入等传感用长周期光纤光栅的制作方法,最后对传感用光纤光栅制作技术的发展方向进行了预测.
光纤光栅 布喇格光纤光栅 长周期光纤光栅 制作技术 传感器
