局部横向压力条件下光纤光栅偏振相关损耗谱次峰研究EI北大核心CSCD

研究了局部压力条件下光纤光栅偏振相关损耗(PDL)的光谱表征。针对次峰现象,详细研究了压力幅度、受压长度和受压位置对次峰产生条件的影响。采用传输矩阵法进行了数值模拟,理论分析和数值仿真显示,受压长度对次峰随压力变化的幅度和波长位移灵敏度有重要影响。在不同的受力长度下,产生次峰需要的受力幅度不同。该研究对利用PDL次峰进行传感具有很好的理论指导意义。     

基于光纤光栅的磁场测量新方法

提出了一种基于光纤光栅中法拉第效应和测量偏振相关损耗的直接测量磁场的新方法,给出了理论分析和实验结果.当有外加磁场时,光纤光栅中的法拉第效应使两个圆偏振光的传播常量改变,从而导致光纤光栅的偏振相关损耗的变化.仿真结果表明,外加磁场与偏振相关损耗峰值在一定的测量范围内存在线性关系,测量结果对温度变化不敏感.分析了光栅的参量对测量性能的影响.实验中得到该方案测量磁场的灵敏度为7.8e-6B/Gs,利用现有精度为10-6 dB的光矢量分析仪得到最小可测磁场为2 Gs.实验与理论吻合较好.     

一种利用同一表面等离子体共振传感器检测多种残留物的方法

提出了一种新的利用基于表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)的生物光学传感器检测多种残留物的方法.引入分子标记技术,在修饰有羧甲基葡聚糖的芯片表面固定一层抗分子标记物的抗体,通过对待测样品的两步孵育,将对多种残留物的检测转化为对同一标记物的测量.实验采用的分子标记物为牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA),分别标记了四种被测物:卡那霉素、三聚氰胺、氨苄青霉素和链霉素.对四种被测物的水溶液进行了检测,检测限分别为50,10,1.25和10ng/mL,均低于各自的最大残留检出限(Maximum Residue Limit,MRL).该检测方法解决了原有竞争抑制法在检测时传感器的专一性问题,实现了传感器的通用性,同时该方法可推广到其他免疫法检测的领域,使免疫传感器、免疫试纸等通用性增强.     

线双折射传感光栅中的传输光偏振态分析

 深入研究了线双折射光栅中透射光偏振特性的演变过程。采用耦合模理论和琼斯矩阵分析了传输距离、双折射大小、入射起偏态等因素对透射光偏振特性的影响,并利用邦加球中描绘了偏振态的演变趋势。结果表明：光栅中的线双折射和传输距离会改变传输光的偏振态,偏振态的波长相关曲线会随传输距离和线双折射的增大而不断扩展,入射起偏态的不同并不改变偏振态的拓展趋势。同时,第一斯托克斯参量与偏振相关损耗在峰值波长点上存在对应关系,两者幅值均与线双折射呈单调递增关系,可应用于传感测量。     

基于法拉第效应的空间电磁场测量的方向性研究

为了解决空间电磁场测量中的方向性问题,提出了三维测量和同时测量横、纵向磁场的两种方案.利用琼斯矩阵对三种晶体实例(TbY)IG、Ce:YIG和YIG进行误差计算和仿真,并对MR4磁光玻璃的方向性进行实验测试,理论和实验都证明采用三维测量的方法是可行的.对于第二种方案,利用琼斯矩阵进行公式推导得出椭圆偏振光的方位角、椭偏角与法拉第旋转角、磁致线双折射的数值关系,证明了同时测量横向和纵向磁场分量的可行性.     

圆双折射光栅的传输和偏振特性研究及磁场传感应用

从原理上阐述了圆双折射光纤光栅中的传输特性和偏振特性.通过坐标变换,得到圆双折射光栅的琼斯矩阵,并基于此详细分析了磁场大小、传输距离和入射光偏振态对透射光传输特性和偏振特性的影响.结果表明,一定大小的磁致圆双折射将使透射谱产生分裂,透射光偏振态随磁场和波长变化.同时偏振相关损耗和第三斯托克斯参量与外加磁场大小在一定范围...     

基于光栅透射光斯托克斯参量的实时压力传感方法及性能优化

提出了基于光纤光栅透射光斯托克斯参量测量的新型实时压力传感方法。深入分析了透射光第一斯托克斯参量和压力所致线双折射之间的单调变化关系。分析表明,入射线偏振光入射角度以及相应测量波长点的选择对系统灵敏度、线性度及动态范围有重要影响。利用光纤光栅和高速在线检偏器搭建了实时压力测量系统,实验数据验证了压力和透射光第一斯托克斯参量之间的单调变化关系,证明了此方法的可行性。最后对实验误差和系统性能进行了分析并提出了改进方案。