西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
使用单模光纤与空芯熔石英光纤制作了一种高灵敏度的光纤法布里-珀罗(F-P)微腔应变传感器,并采用非扫描相关解调技术实现了这种应变传感器的解调。该传感器由两段垂直切割的单模熔石英光纤穿入一段空芯熔石英光纤制成,其腔长为微米量级。将单模熔石英光纤固定于空芯熔石英光纤两端,实现了光纤F-P微腔应变传感器腔长-应变灵敏度的增敏效果。根据其腔长变化范围采用非扫描相关解调技术进行解调,对于初始腔长为30.129 μm,空芯熔石英光纤长度为40 mm的光纤F-P微腔应变传感器,腔长-应变变化灵敏度达到了14.08 nm/με,线性度可达99.7%。
光纤光学 应变 光纤传感器 法布里-珀罗腔 非扫描相关解调 激光与光电子学进展
2019, 56(17): 170630
1 自然资源部珠宝玉石首饰管理中心深圳珠宝研究所, 广东 深圳 518026
2 国家珠宝玉石质量监督检验中心深圳实验室, 广东 深圳 518026
3 自然资源部珠宝玉石首饰管理中心北京珠宝研究所, 北京 100013
山东济南中乌新材料有限公司利用六面顶油压机生产出大颗粒钻石, 为了掌握这些合成钻石的品质及与天然钻石的区分方法, 采用宽频诱导发光光谱仪(GV5000)、 红外光谱仪、 钻石特征光谱检测仪(PL5000)、 激光诱导击穿光谱仪和X射线能谱仪, 对该公司生产的225粒无色、 蓝色和黄色高温高压(HPHT)合成钻石进行检测, 并与天然钻石对比。 HPHT合成钻石样品的晶形以(111)晶面和(100)晶面共存的聚形为主导。 原石切磨成圆钻形成品的出成率在20%~67%之间, 净度级别为VVS—P, 颜色级别为D—H。 通过GV5000分析, 三种颜色样品均可观察到立方八面体生长结构发光图案, 无色HPHT合成钻石为强蓝色荧光和磷光, 发光峰位于495 nm, 与晶格中的顺磁氮有关; 蓝色HPHT合成钻石为蓝-绿蓝色荧光和蓝色磷光, 发光峰位于501 nm, 与晶格中的顺磁氮、 硼有关; 黄色HPHT合成钻石为弱绿色荧光和磷光, 显示556和883 nm Ni+相关发光峰, 这些特征可与天然钻石相区分。 红外光谱分析表明, 无色HPHT合成钻石在1 332~1 100 cm-1无明显氮相关吸收, 在2 802 cm-1有B0相关吸收, 为含有少量硼的Ⅱa型; 蓝色HPHT合成钻石位于1 294 cm-1有与B-相关的强吸收, 归属为Ⅱb型; 黄色HPHT合成钻石位于1 130和1 344 cm-1有与孤氮相关的明显吸收, 归属为Ⅰb型。 PL5000光致发光光谱显示, 三种颜色HPHT合成钻石可检测到659, 694, 707, 714和883 nm等镍相关缺陷发光峰。 相比之下, 无色和黄色天然钻石通常为Ⅰa型, 具有1 282和1 175 cm-1等聚合氮的红外光谱吸收, 光致发光光谱通常可检测到415 nm(N3)零声子线, 由孤氮、 硼和镍等缺陷导致的光谱特征极为罕见。 因此, 红外光谱和光致发光光谱特征可作为重要的鉴别依据。 激光诱导击穿光谱仪检测到无色HPHT合成钻石的出露包裹体主要成分为Fe。 X射线能谱分析显示, 对于含包裹体较多的样品, 无色和蓝色HPHT合成钻石可检测到Fe, 黄色HPHT合成钻石可检测到Fe和Ni, 为其中包裹体的成分, 这可作为HPHT合成钻石鉴定性特征。 综上所述, 通过GV5000超短波紫外荧光和磷光测试, 配合红外光谱和光致发光光谱特征, 结合包裹体成分特征, 可以有效区分该研究的合成钻石和天然钻石。
中国山东 高温高压合成钻石 发光特征 光谱特征 成分特征 Shandong China HPHT Synthetic diamond Luminescence characteristics Spectral characteristics Composition characteristics 光谱学与光谱分析
2019, 39(6): 1840
为了实现对光纤光栅温度传感器的高速解调, 采用了一种基于现场可编程门阵列和小型光谱仪模块的光纤光栅温度传感器高速解调系统, 利用放大自发辐射光源产生的近红外宽带光辐射, 照射光纤光栅温度传感器, 对其反射光通过高斯拟合寻峰算法确定中心波长, 并由中心波长偏移量判定环境温度的解调方法, 进行了理论分析和实验验证。结果表明, 在30℃~60℃温度范围内, 完成了解调速率达20kHz、温度灵敏度为12.49pm/℃的高速温度测量, 实现了对光纤光栅温度传感器的高速解调。
光纤光学 高速解调 高斯拟合 FBG温度传感器 fiber optics high-speed demodulation Gaussian fitting fiber Bragg grating temperature sensor