Calibrating an optical fiber humidity sensor and applying it in real-time monitoring of relative humidity in fresh concrete

A doubly cladding single-mode fiber humidity sensor is fabricated by agarose. The sensor has an insertion loss of -0.08 dB and a power change of -17.83 dB. The responses of the sensor to a relative humidity （RH） range form 30% to 100% at a temperature range form 25 to 34 ~C are validated. The experiments demonstrate that the absorbability of agarose gel to moisture decreases with increasing RH in measured gas. We propose a calibration method that uses lookup tables and construct a corresponding calibration matrix. Using the sensor, we conduct real-time monitoring of RH in fresh concrete during its hardening nrocess.     

Output Intensity Variations of the Laser Used in a Prism Coupling System and Its Application

The output intensity variations of the laser used in a prism coupling system are observed and found to be induced by the external optical feedback, which comes from the reflection on the prism. The intensity variations are explained with laser theory. The trough in the intensity variation corresponds to the position of the prism when the output light beam propagates perpendicularly to the prism. Based on the trough a new method for rotating the prism and reading out the step numbers is proposed, by which the angle 0° in the system need not to be calibrated. It is proven by experiment that the new method would improve the accuracy of the refractive index up to ±0.00001 and thickness to ±1 nm.     

光纤型热光可调光衰减器的设计及其衰减分析

提出了一种基于热光调节的可调光衰减器结构。该衰减器通过腐蚀光纤包层到一定厚度和长度后,在表面涂覆较大热光系数的聚合物材料得到。从模场变化角度分析了传输光束的衰减与涂覆材料折射率的关系,并从实验上测试了使用不同涂覆材料时的衰减。理论分析与实验结果均表明在涂覆材料折射率略大于原光纤包层材料折射率时,涂覆材料折射率微小的变化将引起传播光束衰减的大幅度变化,并且光纤被腐蚀的长度越长或包层材料剩余厚度越小,衰减越大。因此,由热光系数大、折射率略大于光纤包层的聚合物材料所组成的可调光纤衰减器,具有衰减调节范围大且功耗小、插入损耗小、成本低、低偏振特性、易于与其它光纤器件耦合或集成等特点。     

CFETR水冷陶瓷包层中子学试验模块初步设计与分析

针对中国聚变工程实验堆(CFETR)水冷陶瓷增殖剂包层(WCCB)基本方案,进行了中子学试验模块初步设计与分析。试验模块由3个氚增殖区、2个中子倍增区、3个冷却板以及第一壁、钨保护层、背板组成,并在试验模块中放置碳酸锂探测器进行氚测量。通过MCNP输运程序和IAEA发布的聚变评价核数据库FENDEL-2.1对试验模块中子学性能进行评估,获得了试验模块各区域的中子能谱以及氚产生率(TPR)值;各个区域中子径向通量以及由中子能谱所得到的边缘效应,表明内部区域能谱最能代表原包层的中子能谱;加反射层能提高试验模块的TPR值,综合考虑能谱,TPR以及经济等因素,加钢反射层是较好的选择。     

双包层单模光纤传感器及其在温度/湿度传感方面的应用

提出了一种双包层单模光纤传感器结构,根据波导理论推导出了光纤中导模变为泄漏模时,外包层折射率与双包层结构参量之间的关系,获得了这种光强调制型传感器可测量的折射率变化范围.利用已知热光系数的材料制作的温度传感器,从实验上证实了理论分析结果,并由理论与实验结果的分析得到了传感器的工作原理是:导模变为泄漏模后,输出光强与外包...     

AWG结构的优化设计

通过分析AWG中心波导倾角特性,优化焦点间距,提出了两个结构约束方程,得出了结构紧凑的AWG设计方法.根据这一方法,可以由一定损耗条件下的最小弯曲半径和接口参数—接口处输入/输出波导间距和最短直波导长度,优化并完全确定其它结构参数,从而得到最小面积的AWG波导结构.最后给出了优化设计实例.     

硅树脂材料热光特性的测试与分析

用激光-V棱镜装置测得耐热型硅树脂在632.8nm和650nm波长上的热光系数分别为-3.3×10-4/℃和-3.6×10-4/℃。以石英玻璃为衬底,用该材料制作了平板波导,用棱镜耦合法测量了不同温度下波导的有效折射率,利用平板波导模式本征方程求解出不同温度下导波层的膜厚与折射率,分析了有效折射率随温度变化的特点。根据导波层折射率与厚度的变化和高分子材料的克劳修斯莫索提公式,分析出该材料的极性分子较大,是引起负热光系数大的原因。该材料适合用于研制低功耗、与塑料光纤匹配的短距离光通信热光开关。     

耐热硅树脂材料的光学特性研究

遴先出了具有200℃高耐热性的硅树脂，根据185 nm到104 nm波段的透射谱，发现材料在300 nm到3000 nm范围内无吸收峰.用Manificier方法，推算出了600 nm到1600 nm波段上的光学常量，650 nm和1550 nm波长的折射率分别为1.513和1.498（温度为26℃时）；对薄膜进行紫外曝光后，相应的折射率减小到1.512和1.489.用激光－V棱镜装置检测出该材料无偏振特性，根据薄膜材料的表面形貌图均方高差和传输损耗分析，波导散射损耗约为0.5 dB/cm.研究结果表明，这种硅树脂可用于制作光通信系统中的波导器件，特别是塑料光纤通信网络中的波导器件.     

波导弯曲半径与弯曲损耗的关系

介绍了分析波导弯曲损耗的保形变换法和归一化方法以及由此得到的波导弯曲半径与弯曲损耗的关系式.建立了弯曲损耗经验公式,由该公式得出了四种常用材料的波导弯曲半径与弯曲损耗的曲线,并将已报道的相应材料制作的AWG中的最小弯曲半径及其对应的损耗实验数据与这些曲线上的相应数值进行了比较,结果表明,弯曲损耗经验公式在确定AWG中的最小弯曲半径时,有一定的参考价值.     

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针对中国聚变工程实验堆(CFETR)水冷陶瓷增殖剂包层(WCCB)基本方案,进行了中子学试验模块初步设计与分析.试验模块由3个氚增殖区、2个中子倍增区、3个冷却板以及第一壁、钨保护层、背板组成,并在试验模块中放置碳酸锂探测器进行氚测量.通过MCNP输运程序和IAEA发布的聚变评价核数据库FENDEL-2.1对试验模块中子学性能进行评估,获得了试验模块各区域的中子能谱以及氚产生率(TPR)值;各个区域中子径向通量以及由中子能谱所得到的边缘效应,表明内部区域能谱最能代表原包层的中子能谱;加反射层能提高试验模块的TPR值,综合考虑能谱,TPR以及经济等因素,加钢反射层是较好的选择.