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镀钯氧化锌纳米棒光纤用于氢气传感
摘要： 研究人员开发了一种新型氢气（H2）传感器，该传感器采用酸蚀光纤并涂覆氧化锌（ZnO）纳米棒制成。通过对比有无钯（Pd）修饰的酸蚀光纤-ZnO纳米棒复合结构，评估了传感性能。常规直径125微米的光学单模光纤（SMF）经氢氟酸（HF）蚀刻至11微米直径后作为传感平台，以增强光纤芯内传播光的倏逝场效应。采用种子层溶液法和生长溶液法，通过水热工艺在蚀刻光纤表面制备ZnO纳米棒涂层。利用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDX）和X射线衍射（XRD）对传感层的ZnO特性进行表征。通过磁控溅射技术在ZnO纳米棒表面沉积钯催化剂以提升氢气检测灵敏度。该传感器在150°C工作温度下，对合成空气中1%浓度氢气的响应信号产生6.36 dBm增幅。经不同氢气浓度测试发现：基于输出功率-时间曲线，钯修饰传感器的性能显著优于未修饰样品。当工作温度为150°C、氢气浓度为0.75%时，酸蚀光纤-ZnO纳米棒-Pd修饰结构展现出最佳响应时间（6分钟）与恢复时间（5分钟）。结果表明该光纤传感器在氢气检测性能方面较传统电学传感器具有明显优势。
关键词： 氧化锌纳米棒，光纤蚀刻，水热法，光强响应，氢传感器，光纤传感器
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于异芯光纤结构的金膜厚度依赖型表面等离子体共振折射率与温度传感
摘要： 提出了一种简单的异芯光纤（MMF-NCF-MMF）表面等离子体共振（SPR）传感结构。通过定义SPR光谱灵敏度、半高全宽（FWHM）、谷深（VD）和品质因数（FOM）来全面评估传感性能。实验研究了金膜厚度对折射率和温度传感性能的影响，确定了最佳金膜厚度。测得折射率和温度测量的最大灵敏度分别为2933.25 nm/RIU和-0.91973 nm/°C。实验结果有助于设计具有更高传感性能的SPR结构。该SPR传感结构具有结构简单、易于实现和良好鲁棒性的优势，展现出广阔的应用前景。
关键词： 异芯光纤结构、光纤传感器、表面等离子体共振、折射率传感、温度传感
更新于2025-09-19 17:13:59
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结构参数对基于侧抛宏弯塑料光纤的表面等离子体共振传感器的影响
摘要： 本文研究了结构参数（即金属层厚度、抛光深度、宏弯半径和抛光角度）对基于侧抛宏弯塑料光纤（POFs）的表面等离子体共振（SPR）传感器折射率传感性能的影响。采用一种简单可控的旋转研磨技术制备了该传感器，并评估了其灵敏度、分辨率和半高全宽（FWHM）等性能指标。结果表明，通过改变结构参数可提升SPR传感器的性能，在外部折射率为1.410时获得了最高4793.1 nm/RIU的灵敏度。所提出的基于POFs的SPR传感器具有制备简便、结构坚固、体积紧凑的特点，适用于化学和生物传感领域。
关键词： 塑料光纤、侧抛宏弯结构、光纤传感器、表面等离子体共振
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用集成金-石墨烯量子点的锥形光纤传感器检测猪油
摘要： 本文报道了利用集成石墨烯量子点（GQD）的锥形光纤检测猪油的研究。我们制备并测试了两种不同传感器：一种仅涂覆GQD作为传感元件，另一种涂覆金（Au）-GQD复合物用于检测20%至100%浓度范围的猪油。GQD涂层传感器在652 nm荧光发射峰处获得0.034/任意单位的灵敏度；而Au-GQD传感器在680 nm荧光发射峰处表现出更高灵敏度（0.042/任意单位）。该传感器在食品技术未来发展中的猪油检测应用展现出巨大潜力。
关键词： 光纤传感器、荧光、猪油、锥形光纤、石墨烯量子点
更新于2025-09-19 17:13:59
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等离子体纳米尖端的光热效应用于局域表面等离子体共振传感
摘要： 迄今为止，热效应产生对基于局域表面等离子体共振（LSPR）传感常规过程的影响尚未得到探究。因此，有必要关注LSPR传感过程中的生热问题——该问题可能改变待测物的折射率，从而导致错误的传感结论。本文研究了光热效应与LSPR的关联，通过数值模拟分析了镀金纳米尖端的热性能。计算结果表明：纳米尖端微环境中的微观温度场会发生变化，其顶端附近温度升高超过20开尔文（该数值受输入光功率、光纤直径等多因素影响）。我们通过理论分析证实：这种温度变化会导致纳米尖端邻近微环境折射率的改变?；谑的Ｄ庥肜砺鄯治鼋峁?，实验验证了光源输入功率变化引发的LSPR偏移现象。本研究揭示了纳米尖端LSPR传感中温度依赖性的重要影响。
关键词： 折射率、电磁加热、局域表面等离子体共振、光纤传感器、纳米尖端
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用分布式光纤动态气压传感器实现袋式除尘系统泄漏监测与定位
摘要： 提出利用标准光纤检测动态气流产生的相干瑞利背向散射噪声，实现对袋式除尘系统内潜在破损滤袋的监测与定位，其传感距离达2公里。将光缆自由悬挂于带有微小泄漏孔的滤袋内部。实验结果表明，该分布式光学气压传感器能通过测量作用于光缆的气流扰动来识别破损滤袋。在袋式除尘测试平台上进行的现场测试显示：系统定位精度小于±5米，可检测0.3厘米直径的孔洞，采用Adaboost-支持向量机(ADA-SVM)方法的识别率约87.6%，针对该特定泄漏孔径的误报率为9%。
关键词： 光纤传感器、气压监测、泄漏检测与定位、气流、Adaboost
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用光纤监测锂离子电池的石墨嵌锂过程与容量衰减
摘要： 提高电池管理系统的效率和安全性可能需要对锂离子电池进行内部监测。本研究分析了光纤倏逝波传感器（FOEWS）与锂离子电池中石墨颗粒在多次循环中的相互作用。通过慢速充电和长时间静置，FOEWS信号显示出对石墨颗粒表面锂浓度的敏感性——在静置期间（即电极弛豫过程），该信号能响应锂离子在石墨颗粒内的缓慢扩散。研究发现，在完整充电过程中，FOEWS信号的斜率会在锂化石墨的阶段转变区IV、III和II出现三个明显峰值。若未观察到这三个峰值趋势，则与显著的电池容量衰减相关，这表明传感器能实时检测容量衰减。实验显示，充电过程中约5%荷电状态（SOC）时斜率出现显著偏差，约80% SOC时观察到轻微扰动，这支持通过限制充放电深度来避免加速容量衰减。这些结果深化了我们对FOEWS与锂离子电池相互作用的理解，并有助于开发优化石墨锂化控制与监测的算法，从而实现更安全的运行，同时最大化电池容量与使用寿命。
关键词： 光纤传感器，锂离子电池，荷电状态，石墨，容量衰减，信号分析
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于布里渊散射分布式光纤传感器检测结构微裂缝的深度学习方法
摘要： 基于布里渊散射（BS）的分布式光纤传感器（DOFS）通过监测结构全段的应变实现分布式传感功能。大尺寸裂缝（如具有较大裂缝张开位移COD的裂缝）可通过分布式传感器测量长度上的应变峰值或奇异点被检测到。微裂缝在分布式应变测量长度上不会呈现明显的局部峰值。由于布里渊散射系统信噪比（SNR）较低，对应微裂缝的峰值会淹没在测量噪声中。深度学习（DL）方法有望从低信噪比数据中自动提取特征表征，从而提升基于布里渊散射的分布式光纤传感器的裂缝检测灵敏度。所提出的深度学习方法开发包括模型架构构建、训练算法设计和检测流程设计。本研究搭建并采用了一根含人工缺陷的15米长宽翼钢梁，通过全面的实验方案对所提深度学习方法的泛化性进行训练、验证和测试。实验结果表明，该方法能从分布式应变中提取高度可辨的微裂缝特征，并将裂缝引起的局部峰值与噪声区分开来。本工作准确检测到了裂缝张开位移小至23微米的微裂缝。
关键词： 结构健康监测、光纤传感器、布里渊散射、裂缝检测、深度学习
更新于2025-09-19 17:13:59
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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年6月16日-2019年6月21日)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 纯锗基铜锌锡硫硒合金合成的深入研究
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。该分析基于泵浦波与信号波周期性相位调制产生的2000多个相关峰中布里渊相互作用的同步生成与解析。通过采用10000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解析。研究还报道了针对公里级光纤进行厘米级分辨率布里渊相互作用的数值模拟。该成果代表了高分辨率分布式布里渊传感技术的最先进水平。
关键词： 序列压缩、全光信号处理、受激布里渊散射、光纤传感器、分布式光纤传感器、相关域分析
更新于2025-09-19 17:13:59
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[OSA光纤传感器 - 洛桑（2018..-..）] 第26届国际光纤传感器会议 - 基于相位敏感光时域反射计的分布式氢气监测
摘要： 我们提出了一种基于φ-OTDR和新型涂层结构的分布式氢气传感系统，该结构采用光纤与钯箔粘接的方式。实验展示了一种具有5厘米空间分辨率的超灵敏分布式氢气传感方案。
关键词： 化学分析、散射、瑞利散射、光纤传感器、光纤
更新于2025-09-19 17:13:59