基于空芯微结构光纤拉曼探针的实验研究

表面增强拉曼散射(SERS)技术可有效增强样品分子的拉曼信号,对生物分子检测具有较高的灵敏性,因此在生化方面有着许多潜在的应用.而将空芯微结构光纤与SERS技术相结合不仅能够远端实时、分布式地检测,同时还可以增加光场与待测物的有效作用面积,减少传统光纤探针无法避免的石英背景信号等问题.本文基于空芯微结构光纤进行SERS探针的制备及性能测试研究,利用真空物理溅射法在空芯光纤内镀纳米Ag膜,从而制备成SERS探针,通过实验检测不同浓度的罗丹明6G (R6G)酒精溶液的拉曼信号.结果表明,在探针的近端正面成功探测到了浓度低至10~(-9)mol/L的R6G拉曼信号,在探针的远端反面探测到的浓度可小于10~(-6)mol/L.该实验结果为研究高灵敏度的SERS探针提供了一种新的手段.     

光纤探针传输效率的研究

用实验方法测量了光纤探针的传输效率随光纤圆锥角的变化关系,给出了传输效率曲线。通过测定探针传输效率的实验可以看到,只要光纤探针的锥角在30°~55°范围内,就具有高透过率、高分辨率纳米微探针。测量了传输效率与光波波长的关系。     

蓝宝石光纤探针传感器探针研制工艺及传光测试

在分析比较传统光纤探针研制工艺特点的基础上认为其不适用于蓝宝石光纤,因此提出了基于研磨抛光系统的光纤探针制备工艺。介绍了研磨系统的组成及运作方式,阐述了光纤探针制备过程中研磨抛光与固化的主要流程。最后使用光学仿真软件Zemax进行了光纤探针传输效率的仿真测试,仿真结果表明采用940nm波段光源及"面对面"探头安置方式时光纤探针传输效率最高。可应用于蓝宝石光纤探针传感器系统的搭建。     

多级气隙-光纤探针

 报道了外径为0.8 mm的多级气隙-光纤探针技术。探针接收的弱光信号用变象管相机记录、贮存及数字化处理。该探针嵌入固体炸药TNT/RDX=40/60（ρ₀＝1.70 g/cm³）和液体炸药硝基甲烷内部，测得爆速分别为8.02和6.27 km/s。对光信号的可靠性进行了实验验证。     

铅壳柔爆索爆炸特性实验研究

 对直径为2.0 mm的铅壳柔爆索的爆炸特性进行了系统的实验研究。测得这种柔爆索爆速为D_J=(6.95±0.06) km/s。其爆炸产生的铅粒子非常小,粒度小于5 μm的铅粒子的总质量约占铅壳质量的40%。对柔爆索爆炸产生的铅粒子的飞散速度及冲量大小也进行了研究。     

冲击作用下快响应光纤探针研究

随着精密物理实验的发展，对测试工作的精度要求越来越高。传统的电子学探针难以满足当信号处于长距离传输、强电磁环境中以及直接测量非金属材料参数的等情况时的测量精度要求。光纤探针作为一种光纤传感器，它的优势在于进出敏感区的信号与电没有任何联系，具有抗电磁干扰、电绝缘、消除了与地面隔离的问题等优点；同时用光纤传输，尺寸小重量轻、灵敏度高。     

炸药爆温的光纤测温法测量

本文阐述了光纤测温技术依据的原理，给出了多通道瞬时光纤测温装置的构成利用该装置对液体炸药硝基甲烷的实际爆轰温度及其光谱发射率进行了实验测量，结果分别为３７００±１００（Ｋ）和０７１±０１５     

炸药爆温的光纤测温法测量

本文阐述了光纤测温技术依据的原理,给出了多通道瞬时光纤测温装置的构成。利用该装置对液体炸药硝基甲烷的实际爆轰温度及其光谱发射率进行了实验测量,结果分别为3700±100（K）和0.71±0.15。     

金属覆层光纤探针近场特性研究

采用有限积分法对用于近场光学显微镜的旋转对称光纤探针进行了数值模拟计算,研究了光纤探针开口附近亚波长范围的电磁场及其能量密度的分布.计算结果表明,在探针外,光场为沿探针轴线方向的近逝波,其空间光场的分布与激励光场及其极化方向有关,在激励光场的极化方向出现了由感应电荷引起的边缘增强效应.同时研究了近场光纤探针的空间分辨率和样品处的电磁场能量,结果表明光纤探针孔的尺寸及其与样品的作用距离是影响探针的分辨率和样品内电磁场能量的重要因素.     

光纤速度干涉仪

本文提出了一种用光纤作为延迟臂的新型速度干涉仪——光纤速度干涉仪,用以测量速度随时间的变化。选取不同长度的光纤,可测不同的速度范围。它扩展了测速范围,提高了测量精度。该系统提供两个相位差为90°的信号,因而提高了分辨率,并可鉴别加速与减速。     

光纤麦克风传感探头设计的理论分析

鉴于光纤传感器具有体积小、结构简单、灵敏度高、抗电磁干扰且光纤本身的低损耗、耐腐蚀和安全可靠等优良特性,将光纤传感器应用到麦克风中可使麦克风的体积显著降低而灵敏度和抗电磁干扰性显著提高。提出一种新型反射式光纤麦克风的设计方法,采用Y形单根多模反射式光纤传感探头结构形式,给出了光纤麦克风的系统框图。由光纤出射光场分布理论出发,给出弹性膜片在声场作用下,中心形变大小h与出射光光强调制函数I(Z″)的关系。根据实际应用中有关参数的取值,用Matlab软件模拟出膜片形变后变形量h与光强调制函数I(Z″)的关系曲线。     

超小自聚焦光纤探头的研究进展

梯度折射率（Gradient-index,GRIN）光纤探头是一种全光纤型超小光学镜头,在心血管等狭小空间组织内窥影像检测中具有广阔的应用前景。但其发展一直缺少系统的理论体系。本文讨论探头设计、制作和性能测试等方面的关键问题。基于GRIN光纤探头聚焦性能的特征参数,对解析设计方法与数值仿真设计方法进行比较分析。针对超小GRIN光纤探头的制作难题,研究一种光纤熔接和切割的高精度一体化集成装置,描述GRIN光纤探头的制作方法。此外,分析了超小GRIN光纤探头聚焦性能检测的方法及装置。本文为超小GRIN光纤探头的设计、制作及性能测试提供了一个方法体系。     

半椭球形和子弹头形光纤传感探头的耦合特性

利用光路追踪程序,对于不同光纤参数条件下半椭球形和子弹头形光纤传感探头的耦合特性进行了研究。研究结果表明：对于半椭球形探头,当长短轴之比在1.15和1.3附近时存在一个耦合最佳结构;而对于子弹头形探头,仅变成圆形时为最佳。这两种探头容易制作,半椭球形探头的耦合效率高于子弹头形。     

各向同性光纤探头的制作及介质中散射光的探测

利用高散射性球和光纤制成了各向同性的光纤探头,对该探头接收不同方向入射光的特性测试表明,在10°~350°之间散射球输出信号相对变化率小于10%.用所制作的光纤探头探测散射介质中的相对能流率分布所得的实验结果与理论结果相符合.     

Crystallographic and morphological characteristics of explosively compacted copper under various detonation velocities

Micro-sized copper powder has been compacted using explosives of various detonation velocities. Corresponding crystallographic and morphological characteristics along with particle size variation have also been compared. Cylindrical configuration has been used for the shock consolidation of metal powder. It has been observed that using an explosive mixture of detonation velocity 4.2?km/s, the crystallite and micro-structure of the compacts remains the same with intact dendritic structure accompanied by a small variation in particle sizes. A good order of micro-hardness (88?±?4) H_v and density of ～94% of the theoretical value has been observed with lesser melting compared to the compacts obtained using explosive mixture with a high detonation velocity.     

光导纤维中光速的实验测定

介绍了光导纤维中光速测定的基本原理。采用调制信号，应用门电路测量了两路输入信号的相差，计算出调制信号在光导纤维中的传输时间，从而得到光速。     

Measurement of Mach probe on plasma flow velocity in highly collisional plasma jet

A normalized plasma flow velocity in highly collisional plasma formed by a microwave plasma jet, which is dimensionless unit for plasma flow velocity/ion acoustic velocity, was measured by the parallel Mach probe. To deduce the normalized plasma flow velocity under highly collisional plasma conditions, the collisional model of a Mach probe was proposed. In addition, neutral gas flow velocity which assumed to be plasma flow velocity was calculated by the turbulent model. The results for the two different models were compared with those for the collsionless models of the Mach probe. The turbulent model produced 2–4 times reduced values than by measurements with collsionless models. The measured results with the collisional model were shown as approximately 100–250% lower than those for collsionless models. They were obtained to be in good agreement with difference rate of 10–30% when compared to those for the turbulent model.