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基于涂覆单壁碳纳米管的长周期光栅的低功耗光纤风速计
摘要： 我们报道了一种基于长周期光栅（LPG）并涂覆单壁碳纳米管（SWCNTs）的低功耗光纤"热线"风速计（HWA）。在裸露的LPG上沉积均匀的SWCNT薄膜，该薄膜同时作为光耦合元件和传感元件。通过精心选择包层模阶数和工作波长，该LPG展现出比常规光纤布拉格光栅（FBG）高得多的温度灵敏度。此外，SWCNT是具有优异红外吸收特性和高导热率的单壁圆柱形纳米结构材料。得益于这两个特性，本传感器采用宽带光源（BBS）同时作为加热源和探测光源，实现了极低功耗和简易操作。实验结果表明，当SWCNT薄膜厚度为1.6微米时，在1米/秒风速下可获得102.5皮米/(米/秒)的灵敏度。
关键词： 温度，光纤风速计，长周期光纤光栅，碳纳米管
更新于2025-09-23 15:23:52
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具有Gr/AgNW薄膜上电镀Fe-C涂层的超灵敏LPFG腐蚀传感器
摘要： 本文首次报道了一种超灵敏的Fe-C包覆长周期光纤光栅（LPFG）腐蚀传感器，该传感器以石墨烯（Gr）和银纳米线（AgNW）复合材料作为Fe-C电镀的导电薄膜。将Gr/AgNW复合材料生长在铜箔上，经湿法转移后，在常压加热条件下贴合于光纤传感器曲面。作为对比，另制备了以银纳米墨水为导电薄膜的Fe-C包覆LPFG传感器。两种传感器均在3.5 wt.% NaCl溶液中测试72小时，同步测量传输光谱与电化学阻抗谱。由于具有高光学透明性，Gr/AgNW复合材料使Fe-C包覆LPFG传感器的波长灵敏度提升超过90%，使用寿命延长逾110%。银膜对LPFG传感器周围消逝场的影响有效深度为23.6微米，而Gr/AgNW膜的影响深度超过30微米。
关键词： 长周期光纤光栅、银纳米线、腐蚀传感器、铁碳涂层、石墨烯
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于轴向旋转光纤电弧法的长周期光纤光栅扭转依赖性光谱响应
摘要： 我们提出了一种基于电弧技术的新型长周期光纤光栅（LPFG）制造方法，该方法可增强扭转灵敏度。该技术通过在每次电弧放电时使光纤绕其旋转轴旋转来实现。我们实验研究了所制光栅的扭转依赖性光谱响应，结果表明其线性扭转灵敏度最高可达0.197 nm/(rad/m)，优于传统电弧诱导LPFG。
关键词： 长周期光纤光栅、扭转传感、电弧放电
更新于2025-09-23 15:23:52
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石墨烯诱导的薄膜包覆长周期光纤光栅灵敏度增强
摘要： 本工作通过理论研究证明，在涂覆高折射率薄膜的长周期光纤光栅（LPFG）上集成单层石墨烯，可调控其特性并增强灵敏度。探究了模式特性与石墨烯化学势相关的谐振普遍变化规律。尽管石墨烯的光学特性具有偏振依赖性，仍获得了偏振无关的传输与传感特性。结果表明，传感特性显著依赖于石墨烯的可调谐状态，这可用于大幅优化传感性能。采用该方法实现了高达28337.5 nm/RIU的超灵敏度，较无石墨烯的传统LPFG提升2.57倍。通过集成少层石墨烯可进一步优化灵敏度。这种宽范围可调谐特性使集成石墨烯的LPFG器件在不破坏光纤完整性的前提下，特别适用于生化传感和光调制等广泛应用领域。
关键词： 石墨烯，长周期光纤光栅，光调制，灵敏度增强，可调谐特性
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用逐层水凝胶功能化的长周期光纤光栅进行海洋盐度传感
摘要： 快速、精确且实时的海洋盐度测量对众多科学、商业和国防应用至关重要。我们展示了一种高灵敏度、快速响应的光纤盐度传感器，该传感器集成长周期光纤光栅（LPFGs）与离子强度响应性水凝胶。通过部分季铵化聚（4-乙烯基吡啶）（qP4VP）和聚丙烯酸的逐层静电组装，随后进行化学交联，合成了亚微米级厚度的 水凝胶。光谱椭偏仪测量显示，由37%季铵化qP4VP制成的水凝胶在pH值约为8.1、盐浓度范围为0.4至0.8 M（22.8?44.7 g/kg）的溶液中表现出稳健且可逆的溶胀/消溶胀行为。溶胀/消溶胀过程导致水凝胶的折射率发生显著变化，从而引起LPFGs的共振波长（RW）发生偏移。涂覆水凝胶的LPFGs的盐度依赖性光学响应与椭偏仪测量结果高度一致。涂覆水凝胶的LPFGs显示出7 nm RW偏移/M（125.5 pm/‰）的灵敏度，测量时间少于5秒。共振波长的偏移与盐浓度呈线性相关，使得测量的盐度量化简单直接。
关键词： 折射率、逐层组装、水凝胶、海洋盐度传感、长周期光纤光栅、离子强度
更新于2025-09-22 22:09:35
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一种嵌入长周期光纤光栅的微米级多模光纤层，用于同时测量曲率和温度
摘要： 一种嵌入式长周期光纤光栅微多模光纤（ME-LPFG）被研发并实验研究，用于同时测量曲率和温度。该LPFG采用高频CO?激光脉冲刻写。这种新型LPFG的透射光谱能呈现相对于原始LPFG的波长偏移和分裂特性。利用两个谐振峰波长的变化（因其响应差异）可监测曲率和温度的变化。实验结果表明：两个峰值对应的曲率灵敏度分别为-7.056 nm/m?1和-21.080 nm/m?1，其曲率灵敏度高于普通LPFG；两个峰值的温度灵敏度分别达到60 pm/°C和58 pm/°C。因此该ME-LPFG具备以4.7×10?? m?1和0.3°C分辨率同步测量曲率和温度的潜力。
关键词： 长周期光纤光栅、温度、同时测量、曲率
更新于2025-09-23 02:39:14
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《环境科学与可持续能源国际会议论文集（2017年，董朝阳主编）》|| 飞秒激光脉冲制备的长周期光纤光栅横向负载特性
摘要： 采用800纳米飞秒激光制备的长周期光纤光栅（LPFG）的横向负载特性得到展示与研究。观测发现LPFG的谐振波长与施力方向相关：当横向负载沿不同方向作用于LPFG时，谐振波长会产生红移或蓝移现象。然而传输衰减会随横向负载增大而逐渐降低，且该现象与施力方向无关。这主要源于飞秒激光脉冲在LPFG横截面诱导产生的非对称折射率分布，负载引发的双折射导致光轴在LPFG中发生旋转。
关键词： 长周期光纤光栅、横向负载特性、飞秒激光
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山 (2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 采用CO?激光器在双包层光纤中写入的2μm长周期光纤光栅的制备与传感特性
摘要： 我们展示了在中红外波长下双包层光纤中长周期光纤光栅（LPFGs）的制备。实验结果表明，在中红外波长具有谐振凹陷的LPFGs具有更高的灵敏度。
关键词： 双包层光纤，光纤传感器，长周期光纤光栅
更新于2025-09-16 10:30:52
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全光纤激光器中轨道角动量模式的稳定产生
摘要： 本文展示了一种能产生拓扑荷为±1的稳定轨道角动量（OAM）模式的全光纤激光器。采用自主设计的环芯光纤来降低OAM模式与其他模式之间的串扰。利用基于环芯光纤的长周期光纤光栅（LPFG）和光纤布拉格光栅（FBG）来选择所需的OAM模式。LPFG从HE11模式到OAM模式的耦合比超过16 dB，并证明了±1模式的纯度。OAM模式的纯度高达94.41%。这种简单紧凑的光纤激光器可集成到基于光纤的OAM模式复用光通信系统中。
关键词： 轨道角动量、光纤布拉格光栅、环形芯光纤、长周期光纤光栅、全光纤激光器
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于化学计量学工具的微结构光纤中蛋白质同步测定
摘要： 提出了一种关于相关问题的新视角——采用简单的均相分析格式，基于微结构光纤创建简单、快速且高效的蛋白质传感器。利用市售长周期光栅中空芯微结构光纤（LPG HCMOF）检测二元混合物中的牛血清白蛋白（BSA）和鸡蛋清蛋白（OVA），以及在BSA和OVA存在下检测免疫球蛋白G（IgG）。LPG HCMOF透射光谱可检测浓度高达10 mg/mL的BSA和OVA，其最低检测限（LOD）分别低至0.1和0.8 μg/mL。采用偏最小二乘回归（PLS）对LPG HCMOF光谱数据进行建模，并对二元和三元混合物中的BSA、OVA、总蛋白及IgG进行定量分析。所有PLS模型均获得较高的决定系数（R2），且校准均方根误差（RMSEC）（15%）与预测均方根误差（RMSEP）（20%）较低。该方案通过检测加标马血溶血液（HBH）中的BSA进行了验证，结果表明该方法可行，并为创建复杂混合物中蛋白质检测的多种传感器提供了可能。
关键词： 化学计量学、偏最小二乘回归、蛋白质测定、长周期光纤光栅、微结构光纤
更新于2025-09-16 10:30:52