液芯光纤

本文论述了液芯光纤的制备。包括选择材料和制备方法,研制了一种液芯光纤,并利用它进行了温度传感和激光传输。还论述了液芯光纤的其它应用。     

液芯光纤中的非线性效应

液芯光纤作为非线性介质不仅具有光纤本身所特有的各种特性,而且还具有液芯介质所决定的各种特性,在非线性光学效应的研究中具有理论和实用意义。我们已观察到几种在普通石英光纤中不曾观察到的非线性效应。本文着重报导在液芯光纤长增益条件下受激喇曼散射及其级联过程的实验结果。     

基于液芯光纤的激光诱导荧光食用油种类鉴别研究

组建了一套基于液芯光纤的激光诱导荧光食用油鉴别装置。研究了不同液芯光纤长度对食用油激光诱导荧光光谱的影响,分析了不同种类食用油激光诱导荧光光谱之间的差异。八种食用油共320份样本荧光数据在1 m长液芯光纤内采集,采用主成分分析方法对食用油荧光数据进行降维处理,利用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)方法建立食用油种类的鉴别模型。结果表明,使用液芯光纤后,食用油荧光强度得到较大的增强。随着液芯光纤长度增加,食用油荧光特征峰逐渐增加并且食用油的激光诱导荧光光谱会产生红移现象,当液芯光纤长度超过80 cm后,红移趋于饱和。不同食用油的荧光光谱形状差异较大,可用于区分不同种类食用油。利用主成分1和主成分2绘制的主成分得分图显示,不同种类食用油呈现很好的聚集。当选用主成分数为10时,建立的PLS-DA食用油种类鉴别模型对训练集和预测集样本识别率均达到100%。说明本装置用于食用油种类的快速鉴别具有较高的准确性。     

液芯光纤共振拉曼光谱法检测水中生物分子研究

拉曼光谱是研究水中生物分子重要的有效方法之一,然而由于拉曼散射截面小,特别是水分子的电子激发态能级高,因此水中生物分子的拉曼光谱测量甚为困难。将液芯光纤技术和共振拉曼技术结合起来,可大幅度提高拉曼光谱强度。实验中用可以获得最大的共振拉曼光谱强度的514.5 nm Ar+离子激光激发,分别用石英和Teflon液芯光纤对水中β-胡萝卜素生物分子进行了痕量检测研究。结果表明应用石英液芯光纤和Teflon液芯光纤可分别检测浓度为10-7～10-9mol·L-1和10-9～10-10mol·L-1的β-胡萝卜素。     

液芯高双折射率光子晶体光纤的特性研究

设计了一种纤芯区域由中心椭圆缺陷孔和其横排的上下两侧椭圆孔组成的高双折射率光子晶体光纤,并在其纤芯中心椭圆缺陷孔中填充高折射率液体物质二硫化碳.利用有限元法分析了该光子晶体光纤的双折射率、功率限制因子、模场分布及色散系数特性.研究结果表明:液芯光纤具有较高的纤芯功率限制因子,在波长0.6~1.6μm范围内实现了宽带大负色散系数,在波长1.55μm处光纤双折射率达到了6.8×10-2,即该结构液芯光子晶体光纤同时实现了宽带大负色散和高双折射率特性.通过结构参量容差性分析得到该光纤具有较好的偏振稳定性.     

有机液芯光纤拉曼谱测量的研究

我们选用CCl4和CS2混合溶液作为芯液制作了有机液芯光纤,采用后向泵浦的方式测量了光纤的拉曼光谱.实验中发现,随着溶质浓度和光纤长度的变化,拉曼谱强度也随之变化,并存在溶质最佳浓度和最佳光纤长度,这与理论分析值相符,并发现随着溶质浓度的降低,拉曼光谱线宽变窄.     

液芯光纤方法研究溶剂对分子拉曼光谱强度的影响

液芯光纤可以大幅度提高拉曼光谱强度. 本文用液芯光纤方法测量了CCl4 在CS2 和C6H5Br中不同浓度下459 cm-1,314 cm-1和218 cm-1的拉曼光谱强度,验证了一些溶剂使某些分子拉曼光谱增强的溶剂效应.     

应用于低折射率样品检测的SERS活性液芯光纤

用纳米组装方法在空心光纤内壁修饰SERS活性基底构成内壁具有表面增强拉曼光谱活性层的液芯光纤。激发光由光纤壁横截面入射,并在光纤壁中传播。由于光纤壁的折射率大于检测样品溶液的折射率,使得激发光在光纤壁中发生全反射,并在消逝场下穿透修饰层,激发样品拉曼散射。本方法融合了表面增强拉曼光谱技术与液芯光纤技术的优势,可成为应用于低折射样品溶液体系检测的又一手段。     

液芯光纤光谱仪

液芯光纤可以使拉曼光谱强度提高103倍。将液芯光纤既作为样品池又作为前置放大系统,研制成功了体积小、重量轻、成本低、灵敏度高的小型拉曼光谱仪。结果表明:通过对液体及溶在液体中的样品进行自发拉曼光谱、共振拉曼光谱的测量,获得了理想的拉曼光谱。     

外部荧光种子植入法增强液芯光纤中CS2的受激拉曼散射研究

本文报道了运用外部荧光种子(罗丹明6G乙醇溶液)植入法对液芯光纤中CS2受激拉曼散射的增强研究。实验结果表明, CS2的二阶、三阶Stokes波分别获得了1.92和11.71倍的增益。并对外部荧光种子植入法增强液芯光纤中受激拉曼散射的机制进行了分析。     

液芯光纤喇曼光谱的研究

本文叙述了利用液芯光纤技术获得最佳自发喇曼光谱的方法和条件。用16mW He-Ne激束为泵光浦源,获得了较高强度的溴苯自发喇曼光谱。首次用测量喇曼信号强度的方法,计算出光纤衰损系数α,从而获得了最大喇曼光谱所对应的最佳光纤长度。本文以15OmW Ar离子(488nm)激光器为光源,用Spex1403喇曼系统,得到了丰富的溴苯喇曼光谱,比用普通方法获得的喇曼光谱强度高两个数量级。实验结果与理论计算基本符合。     

液心光纤长光路吸光光度分析方法的研究

本工作研究了液心光纤长光路吸光光度分析方法的理论与实验：分析了光的散射和耦合对吸光度的影响；得到了吸光度与液心光纤长度，被测元素浓度，光散射系数，耦合系数的函关系，理论与实验基本相符；证实此法是一种高灵敏度和高分析速度的痕量分析新技术；本文还详述了实验装置与实验结果，并进行了分析讨论。     

Investigation of intermodal interference of LP01 and LP11 modes in the liquid-core optical fiber for temperature measurements

The intermodal interference of the LP₀₁ and LP₁₁ modes and determination of the equalization wavelength in the liquid-core optical fiber is presented. Theoretically was described the weakly guiding optical fiber with the constant core radius, where equalization wavelength is a function of the refractive indices of core and cladding. The dependence of equalization wavelength on refractive indices is employed for measurement of temperature. Temperature sensitivity using intermodal interference of modes LP₀₁ and LP₁₁ was documented in the liquid-core optical fiber consisted of fused silica as cladding and medicinal oil as a core. In the investigated temperature range the intermodal interference allows the temperature measurement with resolution of about 0.02 °C.     

光纤传光束敛集率及其填充率的计算

采用二种方式推算了光纤采用六边形排列配用圆形端套光纤传光束的理论敛集率,其值为90.69%,这一值同光纤采用六边形排列配用长方形端套的传光束理论敛集率一致.而单根粗直径聚合物光纤和液芯光纤配用圆形端套制作的光纤传光束,其敛集率为100%,在可见光或紫外光范围内,选用单根粗直径聚合物光纤或液芯光纤传光束具有更多的优势.分析了皮层的厚度对光纤传光束或传像束填充率的影响,当光纤半径低于250 μm时,皮层厚度对细直径光纤传光束或传像束填充率影响明显,而当光纤半径大于等于500 μm,皮层厚度的影响相对较小.     

电流热效应对荧光光谱强度的影响

电流通过液芯光纤。电流的热效应降低了液体样品荧光光谱强度。温度与荧光光谱强度的函数关系在本实验中得到较精确的验证。     

多模液芯光纤干涉的实验研究

本文介绍了多模液芯光纤干涉的一些性质,干涉条纹的最大可见度条件.给出了干涉传感的二种测量结果.