光纤光栅弹簧管压力传感器的压力和温度特性

本文利用弹簧管对于压力的机械放大作用,将弹簧管与光纤光栅悬臂梁调谐技术相结合,研制了一种新颖的光纤光栅弹簧管压力传感器,大大提高了光纤布喇格光栅对压力测量的灵敏度,压力灵敏度系数可达-1.79×10^-4/MPa,比裸光栅提高了两个数量级,在0～12MPa的压力范围内,光纤布喇格光栅中心反射波长的改变与压力成良好的线性关系.同时由于悬臂梁热膨胀效应的影响,光纤光栅的温度灵敏度提高为裸光栅的7倍.     

光突发交换的交换控制策略和光缓存配置

光突发交换是面向下一代互联网的光交换模式.讨论了异步光突发交换系统的交换控制策略以及相应光缓存的优化配置策略.除了传统预约模式的交换策略,还研究了非预约和改进型预约模式,它们的性能评估由计算机仿真给出.结果表明:在条件相当情况下,改进型预约模式具有最低的丢包率.同时光缓存的配置对上述几类交换控制策略的性能都有很大影响,仿真结果指出:光缓存的粒度对系统性能具有重要影响,所讨论的几类交换模式都存在最佳时延粒度,研究结果对光交换矩阵的设计有指导意义.     

+1/-1相位掩模板和532nm激光下低损耗As_2S_3硫系光纤布喇格光栅的制备

采用改进型Sagnac干涉光栅写入系统,利用532nm准带隙光曝光源和带+1/-1衍射级的相位掩模板,在两种不同直径的低损耗As_2S_3硫系玻璃光纤上刻写布喇格光栅,并研究曝光期间光栅的动态特性.实验表明,As_2S_3光纤布喇格光栅透射峰值随光纤直径的减小而增强;在曝光过程中,布喇格波长先是较快地向短波长方向移动,随着曝光时间的延长,布喇格波长缓慢地向长波长方向回复.曝光时间为800~1 000s时,在包层直径为140μm的As_2S_3光纤上获得质量良好的布喇格光栅光谱,其透射峰值可达-2.6dB,带宽为0.37nm.对As_2S_3硫系光纤纤芯的光敏性分析结果表明,折射率调制幅度和平均折射率变化随曝光时间分别可达到10-4和10-3数量级.     

A strain-fiber actuator by use of shape memory alloy spring

A strain-fiber actuator by use of shape memory alloy spring is proposed and experimentally investigated. The shape memory alloy actuator with a diameter of 0.3 mm and length of 2 mm was driven by a DC power supply of 7 V to persist for 5 s. The deformation and the strain ratio were found to be 60 μm and 3%, respectively. To apply the actuator to strain a fiber Bragg grating, we obtained a tunable spectrum width of 50 nm around the wavelength of 1550 nm for optical communication.     

基于倏逝波的光纤生物传感器研究

构建了一种以光纤束作为激发光信号和荧光信号传输通道的光纤生物传感器结构.根据光纤探针的倏逝波理论和模式匹配理论对光纤探针的几何形状进行了设计,制作了数组光纤探针并根据需要对其中一部分进行荧光标记.选择了光纤探针置于空气中和水溶液中两种情况,对光纤传感器系统进行了信号检测实验,对比标记了的和未标记的相同几何结构参数的光纤探针两者在系统中被探测的信号差异.从二者的差别区分出系统所探测的倏逝波激发的荧光信号,证明了该光纤传感器系统的可行性.     

用于微型生化分析的光探测系统

针对微生化芯片样品剂量少和与微流体芯片集成等要求,设计了两种在芯片内用分光光度法对混合后液体的吸收光谱进行探测的方法。实验利用510～840 nm的可见光光源,采用了直接探测法和消逝波探测法对样品进行探测。通过两种方法的比较证明：直接探测法具有原理简单、消耗样品量少和结构容易实现等优点;消逝波探测法具有需要样品量极少、灵敏度高和易于集成的优点。     

高速色散补偿系统中喇曼放大器性能研究

利用喇曼放大器的非线性偏微分耦合方程组,对带喇曼放大器的色散补偿系统进行了仿真,并与传统的仿真方法进行了比较.结果表明:在色散完全补偿系统中,当传输速率较高时,忽略色散后的传统仿真方法的结果,与采用色散补偿技术后使整个系统色散为零的仿真结果有一定偏差,此时不能忽略色散的作用.还对前补偿系统和后补偿系统进行了研究,利用Q值性能判别法,分别得到了信号光脉冲的最佳占空比和最佳脉冲阶数.     

氧化还原功能纤维的研究──含醇胺基纤维的制备及其与Au~（3＋）的氧化还原吸附反应

用二乙醇胺、乙醇胺及三乙醇胺与反应性氯甲基化纤维进行胺化反应，得到的功能纤维Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的含氮量分别为２．２６、２．７１和１．８６ｍｍｏ１／ｇ．吸附实验结果表明，纤维Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对Ａｕ~（３＋）的最大吸附量分别为５５０、６２０、４０９ｍｇ／ｇ，且能将部分吸附态Ａｕ~（３＋）还原成单质金．通过元素分析、红外光谱、核磁共振谱以及光电子能谱证实纤维中与氮原子相邻的羟基碳原子先被氧化成了羰基而氮原子未被氧化．     

激光诱导法制备SERS光纤pH传感器

利用光化学法在光纤尖端快速沉积银纳米粒子构建活性层,通过银纳米粒子与探针分子4-巯基吡啶分子中的巯基吸附作用,将探针分子组装在银膜上制备SERS光纤传感器。检测光纤活性端在不同pH缓冲液中探针分子的SERS光谱,对比分析其SERS光谱特征峰强度及拉曼频移的差异,讨论探针分子在不同pH值下结构的变化、与银膜之间夹角的变化,并通过重复实验证明这种SERS光纤pH传感器在实际检测中的应用价值。     

用聚乙烯醇凝胶为基质的光导纤维铝传感器的研究

本文将桑色素通过氰脲酰氯固定在聚乙烯醇上,以戊二醛作为交联剂,在光导纤维上制得对铝离子产生荧光响应的聚乙烯醇凝胶传感膜,这种光纤传感器对铝离子的响应时间在10s以内,在3×10^-7～10^-4mol/L铝浓度范围内有良好的线性关系,实验结果与理论式相吻合。