光纤弯曲对干涉式光纤陀螺性能的影响

为研究光纤弯曲对干涉式光纤陀螺性能的影响,选取常用的单模光纤、保偏光纤、光子晶体光纤及保偏光子晶体光纤为研究对象,建立了光纤弯曲与光纤陀螺性能的相关理论模型。以高精度光纤陀螺应用为背景,选取掺铒超荧光光纤光源,改变光纤弯曲半径,测出了经过光纤样品后的光功率、平均波长、光谱宽度的变化和平均波长波动,在此基础上分析了弯曲半径对光纤陀螺标度因数和随机游走系数的影响。理论分析和实验结果表明,采用光子晶体光纤时,光纤弯曲对光纤陀螺性能几乎没有影响,采用其他光纤时,需要严格控制光路中的光纤弯曲半径。     

一种高Q值椭圆差分共振光声腔的理论研究

光声腔的性能是决定光声光谱检测灵敏度的重要因素。为了增强光声光谱检测系统的信噪比和抗干扰能力,本文首次提出一种新型的椭圆差分共振光声腔,建立了其声学特征模型并利用COMSOL软件对光声腔的声学特性进行仿真研究。研究结果表明,当椭圆截面上的混合模态在短轴方向存在奇数个角向波节时,长轴两端声压达到峰值且相位反相;当椭圆腔的半长轴长度低于4cm时,谐振频率能达到10kHz以上,Q值可达到1 835。基于这种椭圆差分光声腔,可实现光声信号的差分检测,抑制环境共模噪声;利用共振腔的高Q值特性,能有效地增强系统信噪比,实现高灵敏度的光声检测。     

单模光纤中受激拉曼散射的阈值特性研究

理论分析并仿真了单模光纤中前向和后向拉曼Stokes光功率随输入抽运光功率的变化规律,发现其具有明显的阈值特性。由此提出了一种新的单模光纤拉曼阈值的定义,将拉曼Stokes光功率随输入抽运光功率变化曲线的二阶微分的最大值对应的输入抽运光功率定义为单模光纤拉曼阈值,还给出了与之相应的单模光纤拉曼阈值的测量方法,通过对单模光纤拉曼阈值随单模光纤特征参数的变化规律进行仿真和拟合,分别获得了单模光纤中前向和后向拉曼阈值方程。搭建了实验平台,采用脉冲光抽运,对长度为24km的单模光纤中前向和后向受激拉曼散射的阈值特性进行了实验验证,结果表明,实验结果与理论分析和仿真结果相符合,验证了所提出的阈值定义和测量方法的有效性,实验中还发现,在不同的光纤特征参数下,单模光纤后向拉曼散射阈值比前向时平均提高了24.9%,与理论仿真结果的25.3%相符合,表明单模光纤中前向受激拉曼散射更容易产生。     

毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱法测定藻类中6种不同形态的砷化合物

建立了一种利用毛细管电泳与电感耦合等离子体质谱联用技术(CE-ICP-MS)分析检测6种不同形态砷化合物的方法。详细研究了缓冲溶液的种类、pH值和浓度,分离电压以及进样时间等因素对6种砷化合物的分离度、灵敏度和重现性等的影响。结果表明,在最佳条件下,三价砷(As3+)、一甲基砷(MMA)、二甲基砷(DMA)、五价砷(As5+)、砷胆碱(AsC)和砷甜菜碱(AsB)6种化合物在25 min内得到完全分离。6次平行测定中,6种砷化合物峰面积的相对标准偏差(RSD)为3%～5%,检出限(以As计)(3倍信噪比)为0.08～0.12 μg/L。应用该方法成功地对海带中6种砷化合物进行了分析,回收率为90%～103%。该方法具有耗时短、灵敏度高、样品消耗量少、稳定性好等优点,可用于藻类样品中不同形态砷化合物的分析。     

基于渐变折射率透镜的低损耗1×N微结构光纤耦合方法

提出了一种新型的、基于单个径向渐变折射率(GRIN)透镜的1×N光纤耦合方法,并基于水平入射以及垂直斜面入射光线的传播方程建立了用于求解点光源发出的光束在GRIN透镜斜面入射后的成像点的计算方法。通过将透镜前端面加工成多斜面棱镜,将输入光分为多束,光束聚焦位置可以通过系统参数来调整;被分割开的光束经会聚、优化像差后,实现1×N低损耗耦合,并进行了仿真研究;通过优化斜面倾角、物距等关键参数实现了光纤低损耗耦合。该设计方案结构简单,易于装配,为各类光子晶体光纤、多芯光纤、光纤组束和光纤合光提供了实用的耦合方法。