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基于H型光子晶体纤维的大检测范围等离子体传感器
摘要： 提出了一种基于H型光子晶体光纤（PCF）的表面等离子体共振（SPR）传感器，用于检测比所用光纤材料折射率更高或更低的宽范围折射率（RI）。该H型PCF的凹槽作为传感通道镀有金膜后直接与待测物接触，不仅降低了制造复杂度，相比其他设计还具备可重复使用特性。通过有限元法研究了该传感器的性能，数值结果表明：传感器可在1.33至1.49的大范围待测物折射率（na）内正常工作，在1.47-1.48的na区间达到25,900 nm/RIU（折射率单位）的最高灵敏度。此外，金膜厚度±10%的公差范围内传感器仍保持良好稳定性。
关键词： 光纤传感器、光子晶体光纤、折射率传感器、表面等离子体共振
更新于2025-09-23 15:19:57
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《[电气工程讲义] 传感器与微系统 第629卷（第20届AISEM 2019国家会议论文集）》|| 基于多模光纤尖端集成水凝胶包覆聚苯乙烯纳米粒子光子晶体的相对湿度传感器
摘要： 本文描述了一种基于光子晶体胶体直接自组装于多模光纤尖端的相对湿度（RH）传感装置。该核壳纳米球由聚苯乙烯（PS）多孔结构（核）与聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）水凝胶（壳）复合而成，并通过垂直浸涂技术沉积于多模光纤尖端。其传感原理源于水凝胶壳层随相对湿度变化产生的溶胀效应，进而引发光子带隙峰的波长偏移与振幅改变。通过光谱特性分析与传感性能测试发现：光谱特征呈现高度非线性且强烈依赖制备工艺，在30%RH时测得1%RH的分辨率，但该精度随湿度升高显著下降。为此采用有限元法（FEM）进行数值模拟以探究其传感机理。
关键词： 结构健康监测、挠度监测、光纤传感器、应变测量
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于H型光纤中长程表面等离子体激元激发的超高灵敏度折射率传感器
摘要： 本文提出并数值分析了一种基于H型微结构光纤对称介质-金属-介质波导（DMDW）长程表面等离子体共振的高灵敏度折射率（RI）传感器新设计。从理论上研究了DMDW几何与光学特性对传感器性能的影响，评估了1.33至1.39大范围折射率分析物以探究该结构的传感特性。结果表明：DMDW增强了光纤纤芯模式与等离子体模式的耦合，最优构型展现出27纳米的半高全宽、接近1.3×10??的分辨率、7540纳米/折射率单位的高灵敏度及280折射率单位?1的品质因数。此外，当侧孔内壁沉积不同DMDW时，该器件还具有多分析物传感和自参考潜力。所提出的传感器结构简单且具有极具竞争力的传感参数，证明该器件是极具前景的替代方案，可广泛应用于多个领域。
关键词： 光纤传感器，表面等离子体激元（SPP），表面等离子体共振，光波导，折射率（RI）传感器
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种用于血清中葡萄糖检测的新型光纤生物传感器方法
摘要： 本文介绍了一种用于测量和监测血样中葡萄糖比例的光纤生物传感器的设计与分析。通过Optisystem软件进行仿真，以确定每个样本的光功率和模式。该传感采用多模光纤构建马赫-曾德尔干涉仪来实现检测，这些光纤的包层被剥离。此外，光源波长必须能被葡萄糖吸收才能实现检测。结果表明：随着血清葡萄糖水平的升高，不同血清葡萄糖浓度的折射率（RI）呈线性增长；而折射率阶跃参数和输出功率则随血清葡萄糖浓度折射率的增加呈线性下降。该结果可作为一种新的血清葡萄糖水平评估方法。
关键词： 光纤传感器，OptiSystem，MZI干涉仪，生物传感器
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于表面等离子体共振的光纤折射率传感器理论分析：共振波长覆盖通信C+L波段
摘要： 基于表面等离子体共振（SPR）的光纤折射率传感器，其共振波长覆盖通信C+L波段且具有高灵敏度。当MgO、TeO?和TiO?的厚度分别设置为80纳米、45纳米和40纳米时，灵敏度均超过9000纳米/折射率单位（RIU），同时共振波长覆盖通信C+L波段（1530纳米-1625纳米）。
关键词： 氧化物，光纤传感器，灵敏度，表面等离子体共振（SPR），通信C+L波段
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 基于负荷曲线建模场景的可行性分析：北卡罗来纳州布恩市小型公用事业采用并网光伏实现削峰的可行性研究
摘要： 本文展示了对8.8公里长光纤进行空间分辨率达2厘米的分布式布里渊分析。测量过程中对全部44万个潜在分辨率点进行了检测。实验中准确识别出位于泵浦波输出端方向、长度为7厘米的热点区域。布里渊频移局部值的测量误差为±3.5兆赫。该分析基于对2000多个相关峰（由泵浦波与信号波的周期性相位调制所激发）中布里渊相互作用的同步产生与解析。通过采用1万比特长的非周期序列对泵浦波幅度进行雷达式编码，并在接收端进行后检测压缩，实现了对各独立峰值的布里渊放大分辨。研究还报道了针对公里级光纤开展厘米级分辨率的布里渊相互作用大规模数值模拟。该成果代表了高分辨率分布式布里渊传感技术的当前最高水平。
关键词： 全光信号处理、光纤传感器、相关域分析、受激布里渊散射、分布式光纤传感器、序列压缩
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于空气芯光子晶体纤维的高折射率传感等离子体传感器
摘要： 大多数基于表面等离子体共振（SPR）的光子晶体光纤（PCF）传感器设计用于检测折射率（RI）范围在1.33至1.41之间的分析物。本文提出一种扩展传感器检测范围的新方法，且可采用现有制造技术实现。与现有PCF传感器不同，我们设计的传感器基于空气芯PCF——通过垂直侧向开口通道将分析物置于PCF纤芯中，从而能够检测高于PCF背景折射率的分析物。我们采用化学性质稳定的等离子体材料（即金），并将等离子体材料与分析物以无直接接触的方式配置，从而降低干扰效应。模拟结果表明：当分析物折射率为1.42时，该传感器可实现11,700 nm/RIU的光谱灵敏度与8.55×10?? RIU的分辨率。我们认为所提出的传感器可用于检测高活性化学及生物液体样本。
关键词： 光纤传感器，光子晶体光纤，表面等离子体共振
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于分布式光纤传感器新型应变传递模型的混凝土裂缝监测
摘要： 本文研究了基体材料与光纤之间的应变传递机制，提出了一种处理层间非理想粘结的新解析模型。针对多层系统建立了裂缝诱导应变从断裂混凝土材料向光纤传递的通用表达式。通过开展预埋和表面安装光纤光缆的混凝土试件楔形劈裂试验，验证了该新型应变传递模型。实验结果表明：基于光学后向散射反射计（OBR）系统测量的分布式应变所拟合的裂缝诱导应变表达式具有有效性，由此实现了光纤光缆邻近区域裂缝开度的精确估算，并通过追踪应变滞后参数监测了光纤光缆的响应情况。
关键词： 裂缝、分布应变、裂缝张开、楔入劈拉试验、光纤传感器、应变传递、粘结不良、混凝土
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种用于导波信号采集的新型法布里-珀罗光学传感器
摘要： 本文提出了一种新型混合损伤检测系统，该系统采用压电作动器激发导波，并使用基于法布里-珀罗（FP）和光纤布拉格光栅（FBG）的新型光纤（FO）传感器。通过在混合损伤检测系统中用基于FBG的FP传感器替代传统FBG传感器，实现了更高的应变分辨率，从而提升了损伤检测灵敏度和诊断可靠性。为开发这种新型传感器，通过理论分析模型精心选取了反射率、波长谱和传感器长度等最优参数，并通过实验验证了该模型。通过对比新型FBG基FP传感器与传统FBG传感器的灵敏度，突出了新传感器在微应变测量方面的优势。最后，将该新型FBG基FP传感器应用于混合配置中的导波记录，并与传统FBG混合传感器网络进行对比，证明了其在结构健康监测（SHM）应用中性能的提升。
关键词： 光纤传感器、导波、结构健康监测、混合PZT-FBG、法布里-珀罗
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于传感应用的飞秒激光直写离轴光纤布拉格光栅
摘要： 首批离轴光纤布拉格光栅（FBGs）通过飞秒激光直写技术在标准单模光纤（SMF-28e）中制备。研究发现当光栅与纤芯中心的最小偏移距离为2.5微米时，会形成支持两种独立光纤模式（LP0,1和LP1,1）的多模段，每种模式又分裂为两个简并偏振模式。该结构打破了光纤的圆柱对称性，引入双折射（约10^-4），导致各模式的布拉格波长产生偏振依赖性?；谀Ｌ退凵涮匦?，制备了纤芯中心偏移量分别为3.0、4.5和6.0微米的三种离轴FBGs，并对其应变、温度和曲率特性进行了表征。测试表明这些离轴FBGs具有相似的应变灵敏度（约1.14皮米/微应变）和温度灵敏度（约12皮米/摄氏度）。通过分析LP1,1布拉格共振的强度波动和波长偏移，可同步监测曲率和方位角。其中3.0微米偏移量的离轴FBG获得了最大曲率灵敏度0.53分贝/米^-1。
关键词： 光纤传感器、飞秒激光直写、单模光纤、离轴光纤布拉格光栅、双折射
更新于2025-09-23 15:19:57