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采用CO?激光在保偏光纤中刻写的螺旋长周期光栅
摘要： 我们展示了利用二氧化碳激光器在保偏光纤中制备螺旋长周期光栅（HLPG）的方法。该光栅在谐振波长处的最大偏振相关损耗（PDL）测量值超过30分贝。当周围折射率在1.4470至1.4600范围内变化时，HLPG表现出高达-7248.6纳米/折射率单位的高折射率灵敏度、158.8皮米/摄氏度的温度灵敏度以及3.17皮米/微应变的应变灵敏度?；诠馇勘浠呐ぷ槊舳炔饬恐捣直鹞?.98分贝/（弧度/米）（同向扭转）和-5.97分贝/（弧度/米）（反向扭转）。所制备的光栅器件有望作为高灵敏度光纤传感器、PDL补偿器等应用。
关键词： 光纤传感器、光纤光栅、保偏光纤、螺旋长周期光栅
更新于2025-11-28 14:24:03
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基于锥形保偏光纤与光纤布拉格光栅的高灵敏度偏振态压力传感器
摘要： 本文提出一种高灵敏度偏振型光纤压力传感器（OFPS），其采用由偏振分束器、偏振控制器和传感器头构成的偏振分集环路。该传感器头由8厘米长的锥形熊猫型保偏光纤（PMF）与直接熔接的布拉格光栅（FBG）组成，并置于压力腔内?；诠獾вΦ难沽χ滤凵浔浠赑MF锥形区段可显著增强，从而提升传感器头的压力灵敏度。锥形PMF通过熔接机制备，其锥形区段长度约350微米、中心腰径约56.82微米。在偏振分集环路中，PMF作为双折射元件产生偏振干涉光谱，其压力致双折射变化会导致干涉光谱波长漂移。由于PMF双折射对温度存在交叉敏感，采用FBG补偿其温度效应——FBG谐振波长对环境温度敏感但对压力不敏感，该特性可用于补偿传感器头处的附加环境温度变化。实测传感器压力灵敏度约为-27.70 nm/MPa，在0-0.5 MPa量程内线性拟合优度R2达0.9903。该自制传感器实现了迄今报道偏振型OFPS中的最高压力灵敏度。
关键词： 保偏光纤，光纤传感器，萨格纳克干涉仪，压力
更新于2025-11-28 14:24:03
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基于单频环形光纤激光器与光学外差光谱技术的高分辨率温度传感器
摘要： 我们利用单频光纤激光器的窄线宽特性，展示了一种基于光学外差光谱技术的高分辨率温度传感器。当单频环形光纤激光器的洛伦兹线宽小于1 kHz且温度传感器工作在3?85°C范围内时，通过光谱分析仪测得平均灵敏度为14.74 pm/°C。此外，在18.26–18.71°C范围内，实验通过电谱分析仪结合光学外差光谱技术实现了高达~5 × 10?3°C的分辨率，其优值系数达到3.1 × 105。
关键词： 光纤传感器，高分辨率，外差光谱学，单频激光器
更新于2025-11-28 14:24:03
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利用飞秒激光扩大微腔以调控微腔内联马赫-曾德尔干涉仪的特性
摘要： 本工作对微腔内联马赫-曾德尔干涉仪(μIMZI)的光谱响应和折射率(RI)灵敏度微调进行了理论分析与实验验证。采用飞秒激光微加工技术在标准单模光纤中制备出直径为60微米的圆形微腔μIMZI，随后通过飞秒激光后处理工艺，在初始微腔中心偏移15微米或30微米处加工了相同直径的附加微腔，并研究了不同深度的附加结构。微腔扩大可定制光谱响应——在不引入额外损耗和光谱畸变的情况下，使干涉图样偏移超过200纳米。作为附加效应，无论扩展尺寸如何，扩大后的μIMZI灵敏度均提升32%。
关键词： 光纤传感器、激光材料加工、干涉测量、微腔、微结构制造
更新于2025-11-28 14:23:57
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基于萨格纳克干涉仪的2微米波段单纵模光纤激光温度光纤传感器
摘要： 提出并验证了一种基于萨尼亚克干涉仪（SI）环形腔的单纵模（SLM）光纤激光器，用于2 μm波段温度传感。仿真与实验结果表明，SI滤波器的透射光谱对温度变化敏感?；诖颂匦裕山⒓す獠ǔて朴胛露缺浠南喙匦浴Ｊ笛橄允靖眉す馄髟诨肪澄露认挛榷üぷ饔?988.21 nm谐振波长，光信噪比约55 dB。持续测量100分钟内，输出激光功率波动低于0.74 dB，谐振波长偏移小于光谱仪最小分辨率0.05 nm，表明其具有良好短期稳定性。同时该激光器能稳定维持单纵模运行，实测获得2.09 nm/°C的温度灵敏度。值得注意的是，该光纤激光传感器具有高灵敏度、低成本和结构简单等优势，有利于实际应用。
关键词： 光纤传感器、温度测量、萨格纳克干涉仪、光纤激光器、2微米波段
更新于2025-11-28 14:23:57
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基于双波长强度比的外腔法布里-珀罗干涉仪传感器快速简易检测方法
摘要： 提出并验证了一种快速简便的法布里-珀罗（FP）腔长变化解调方法。通过差分检测双波长光功率强度，可获得FP腔长变化与双波长差分强度比之间的可靠线性相关性。采用长度为196.8微米的外腔法布里-珀罗干涉仪（EFPI）传感器进行方法性能验证，在该解调方法与集成可调谐激光组件（ITLA）配合下，每次实验操作时间控制在100毫秒内。在应变传感实验中实现了0.726纳米的腔长变化解调分辨率。通过在系统中选取不同位置的双波长，对应的FP腔长变化线性范围分别为180纳米、150纳米和130纳米，灵敏度分别为-0.01099纳米?1、-0.01485纳米?1和-0.02253纳米?1，显示出线性范围与灵敏度之间具有高度灵活性。因此，通过适当选择两个不同波长可轻松满足EFPI传感器系统的多样化需求。该方法在大规模生产EFPI传感器解调中更能充分体现其简单、快速、低成本的优势。
关键词： 法布里-珀罗腔，光纤传感器，双波长。
更新于2025-11-28 14:23:57
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超灵敏氧化钽纳米涂层长周期光栅用于多种生物靶标检测
摘要： 在这项工作中，我们讨论了一种利用长周期光栅（LPG）实现的无标记生物传感应用，该光栅通过沉积薄钽氧化物（TaOx）覆盖层优化了折射率（RI）灵敏度。与其他已用于最大化折射率灵敏度的薄膜材料相比，TaOx在表面功能化及其他生物传感实验中表现出良好的化学和机械稳定性。理论和实验均表明，当覆盖层在红外光谱范围内的折射率高达2时，要使LPG对折射率具有超灵敏响应，其覆盖层厚度必须以亚纳米级精度确定。本实验采用原子层沉积法制备TaOx覆盖层，从而获得了厚度和光学特性高度精确的覆盖层。实验证实，TaOx纳米涂层LPG在折射率范围nD=1.335-1.345 RIU内，单个谐振峰的折射率灵敏度超过11,500 nm/RIU，符合无标记生物传感应用预期。分别以生物素和噬菌体粘附素作为识别元件，验证了TaOx涂层LPG检测不同尺寸生物靶标（如蛋白质（抗生物素蛋白）和细菌（大肠杆菌））的能力。研究表明，在优化LPG灵敏度时，必须考虑功能化过程、识别元件类型及目标分析物。本工作采用的优化方法实现了对小尺寸生物靶标（如蛋白质）的检测，灵敏度达到10.21 nm/log(ng/ml)。
关键词： 蛋白质检测、无标记生物传感、光纤传感器、氧化钽、细菌检测、长周期光栅、原子层沉积
更新于2025-11-28 14:23:57
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带有光纤光栅阵列的长锥形光纤
摘要： 已制备出一种锥形光纤，在拉制过程中刻写了一组从单模区到少模区的绝热过渡光纤布拉格光栅阵列。我们证明：即使在该锥形光纤的少模区段，传播的光信号仍能沿光纤光栅阵列保持单模传输。该锥形光纤反射信号的谱宽为4纳米，在某些波长处反射信号强度可达5%。
关键词： 锥形光纤，光纤传感器，光纤布拉格光栅
更新于2025-11-28 14:23:57
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基于平行连接双法布里-珀罗干涉仪与游标效应的超灵敏折射率传感器
摘要： 提出并验证了一种基于并联双法布里-珀罗干涉仪（FPI）游标效应的超灵敏折射率传感器?？挥氡涨籉PI分别作为传感单元和参考单元，通过叠加具有微小自由光谱范围差异的双FPI反射梳状光谱实现游标效应?？籉PI的开放槽结构为腔体填充/排空提供了便捷、高效且经济的解决方案。研究分析了该结构的稳定性、重复性及温度响应特性。实验结果表明，该传感结构具有高灵敏度、良好稳定性以及快速精准的测量优势。
关键词： 折射率传感、法布里-珀罗干涉、游标效应、光纤传感器
更新于2025-11-28 14:23:57
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基于双模CMECF共振解调技术的轴向微应变传感器
摘要： 本文首次通过实验展示了一种基于同心多层椭圆芯光纤（CMECF）的纤内轴向微应变传感头，该传感头结合了马赫-曾德尔干涉仪（MZI）。采用CMECF-单模光纤-CMECF（CSC）结构成功实现了高消光比（约15 dB）的MZI。本文系统阐述了MZI传感器原理与谐振解调技术。在该CSC结构中，两段CMECF分别作为模式发生器与耦合器。LP01模与具有相近激发系数的LP11偶模是CMECF中支持的两个主导传输模式群。凭借独特的双模特性，该传感器实现了良好稳定性。由于高阶模式间的强相互作用，MZI中检测到的谐振峰随轴向微应变变化而移动。实验在0 με至1250 με范围内实现了约1.78 pm/με的高灵敏度，同时强度波动低于0.38 dB。
关键词： MZI（马赫-曾德尔干涉仪），光纤传感器，少模光纤，轴向微应变
更新于2025-11-28 14:23:57