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[IEEE 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 布加勒斯特(2018年7月1日-2018年7月5日)] 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 将光纤网络转变为密集超灵敏地震传感器阵列
摘要: 我们展示了一种技术,能够沿普通光缆进行纳米级应变扰动的位置分辨测量,分辨率可达米级。该技术可部署于现有网络中,实现密集且超灵敏的地震传感器阵列。我们探索了从地震防护到化学传感等多种应用。
关键词: 地震学、分布式光纤传感器、瑞利散射、光时域反射计、分布式声学传感器
更新于2025-09-23 15:22:29
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对低浓度糖溶液中瑞利散射偏振变化的简易直接观测
摘要: 通过直接测量偏振变化,可以证明低浓度蔗糖和市售糖溶液中的瑞利散射现象。散射光的偏振变化在0°至70°范围内与偏振角呈线性关系,且与样品浓度(粒子数量)呈线性相关。该方法能显示糖的相对品质差异——由于分子尺寸不同及市售糖中含额外杂质,纯蔗糖与市售糖存在区别。该方案更简便,适用于特殊条件下光与物质相互作用的研究。此外,在已知其他参数的情况下,利用瑞利散射原理,该方法还可进一步获取样品的分子尺寸与组成信息。
关键词: 直接极化变化、瑞利散射、糖溶液
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用瑞利散射诊断X射线偏振纯度
摘要: 同步辐射在轨道平面内观测时通常被认为是完全线偏振的。然而在实际实验条件下,其偏振度可能低于理想的100%。我们证明,即使入射辐射存在极微小的偏振杂质,也会显著影响弹性散射光的偏振特性。我们建议利用这一效应作为诊断同步辐射偏振纯度的精密工具,并提出两种诊断方法:第一种基于散射辐射的偏振测量,依赖于跃迁振幅的理论计算;第二种通过同时测量散射辐射的偏振和截面实现,无需依赖理论振幅。
关键词: 偏振纯度、诊断、瑞利散射、X射线、同步辐射
更新于2025-09-23 15:21:01
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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
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利用光纤进行远程分布式太阳辐照度传感
摘要: 直到最近,人们还认为到达地球表面的太阳辐照度是多年不变的稳定数值。然而,越来越多的观测证据表明,这一数值会随时间发生显著变化,从气候变化到太阳能应用等不同场景中都需要考虑这种变化。随着人们对开发高效且管理优化的太阳能技术的兴趣日益增长,地面太阳辐照度的监测如今被视为实现该目标的基本输入参数。在此,我们提出首个基于光纤的分布式传感器,能够实时监测地面太阳辐照度,并在数十公里(最远达100公里)范围内实现米级空间分辨率。该技术基于光纤反射测量法(CP-φOTDR),通过单根光纤电缆和单个询问单元,即可实现实时、长距离、高灵敏度的太阳辐射量热测量。我们对这一方法进行了理论阐释与分析,并利用照射标准光纤的太阳模拟器进行方法验证,成功实现了分辨率低于0.1 W/m2的太阳辐照度检测与量化。
关键词: 光时域反射计、光热效应、分布式传感、瑞利散射、光纤传感器、太阳辐照度、太阳能、光学辐射
更新于2025-09-19 17:13:59
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分布式光纤传感:综述与展望
摘要: 过去几十年间,光纤技术已广泛应用于高速长距离通信、光学成像、超快激光及光学传感等领域。分布式光纤传感器作为光纤传感技术的最前沿代表,通过单根连续光纤实现空间分辨测量,在基础技术和应用场景方面均取得重大突破。本文重点综述了基于瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射的三大类分布式光纤传感器,及其采用的光时域反射、光频域反射等相关解调方案。通过分析各类分布式光纤传感器在多参数同步测量方面的最新进展,揭示了传感距离、空间分辨率与传感精度等性能参数间的固有制约关系。本综述特别聚焦能源基础设施监测、发电系统监控、油气管道监测及地热过程监测等能源应用领域的最新进展,旨在阐明分布式光纤传感器面临的挑战与局限,为突破实际应用中的技术瓶颈指明方向。
关键词: 能源应用、布里渊散射、瑞利散射、拉曼散射、光时域反射计、分布式光纤传感、光频域反射计
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用飞秒激光直写技术在Eagle2000玻璃中制备可大规模生产的低损耗宽带光学波导
摘要: 通过飞秒激光直写技术在碱土硼铝硅酸盐玻璃中制备了光学波导,实验采用不同脉冲能量和扫描速度参数。为测定其损耗并分析加工参数的影响,我们对500纳米至1700纳米波长范围进行了光谱表征。研究确定了三种主要损耗机制:长波长区损耗主要源于弱耦合效应;短波长区行为则受瑞利散射导致的传输损耗支配——实验显示提高扫描速度可基本消除该损耗(<0.05分贝·厘米?1·微米?);此外高波长区的体吸收也会影响传输损耗。当采用中等脉冲能量(125-250纳焦)与高扫描速度(超过6厘米/秒)组合时,制备的光学波导在整个测试波长范围内均呈现低损耗特性,适用于需要更宽工作波段的应用场景。由于最佳制备条件在高扫描速度下实现,该技术还能兼顾量产效率与缩短加工时间的需求。
关键词: 飞秒激光直写、瑞利散射、传输损耗、耦合损耗、米氏散射、集成光学、低损耗宽带光波导、大规模生产
更新于2025-09-12 10:27:22
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大叶钓樟染料敏化太阳能电池输出性能的丁达尔效应分析
摘要: 该研究表明最大光散射效应对微量大叶千斤拔B染料的影响。通过瑞利散射强度的指数因子,探究了粒径对强度的影响。研究采用实验与理论相结合的方法,并使用了两组染料敏化太阳能电池(DSCs):一组(粗制组)附着有机光散射层,另一组(己烷组)未添加光散射层。实验结果显示,改进散射层的DSCs光伏性能显著提升——粗制组P.macrophylla B的短路电流(Isc)比己烷组高64.7%,开路电压(Voc)超过己烷组50%。尽管己烷组填充因子(ff)更优,但粗制组输出性能是己烷组的三倍。本研究表明,理论模型可用于模拟DSCs的最佳入射角,为后续研究实现更高输出提供优化依据。
关键词: 效率、能量收集、瑞利散射、丁达尔效应、光伏技术
更新于2025-09-12 10:27:22
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染料敏化太阳能电池功能材料中的界面工程 || 作为光阳极的光散射材料
摘要: 染料敏化太阳能电池(DSSCs)因其制备简便、成本低廉,以及可制成柔性器件和建筑一体化光伏系统等附加特性,已成为传统硅基太阳能电池的有力替代方案[1]。该电池通常由半导体光阳极、对电极(催化剂)和电解质构成[2,3]。在DSSCs中,染料敏化光阳极捕获的光量直接影响整体性能,因为电子直接来源于受光照激发的染料分子。提升器件性能的关键途径之一是通过增强光吸收,例如采用串联结构或引入光散射效应。其中,光散射效应因方法简便而备受关注[4-7]。Usami于1997年提出了光散射效应的基础理论[8]:通过构建由小粒径颗粒膜底层和大粒径颗粒膜顶层组成的新型光电极结构,顶层散射的光线可增强光吸收。早期研究多基于蒙特卡洛模型、米氏理论和多通量模型,采用多种模拟方法分析DSSCs中的光散射效应。此后,光散射效应作为提升DSSCs性能的重要技术得到广泛应用[9]。下文将具体阐述光散射原理及光散射材料的应用。
关键词: 染料敏化太阳能电池、瑞利散射、二氧化钛、米氏理论、纳米粒子、光散射、DSSCs、光阳极
更新于2025-09-12 10:27:22
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太阳光照对被动激光雷达接收散射激光辐射灵敏度的影响
摘要: 我们解决了通过被动激光雷达在弱湍流透明大气中测定来自地球大气层中外传激光束的散射光辐射功率的问题,并确定了激光雷达的工作半径。在无太阳光照的夜间条件下,当探测功率约100千瓦的光束时,激光雷达工作半径可超过2300公里。存在太阳光照时,工作半径会降低一个数量级。对于小功率外传光束,实验数据与理论数据高度吻合,这使得在考虑二次瑞利散射导致的辐射损耗后,能够将获得的理论结果外推至更大功率的外传光束。
关键词: 瑞利散射、散射激光辐射、探测半径、被动激光雷达、太阳光照
更新于2025-09-11 14:15:04