作者单位
摘要
1 深圳技术大学未来技术学院先进制造与未来工业中心,广东 深圳 518118
2 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院纤维集成光学教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001
3 桂林电子科技大学光电工程学院光子学研究中心,广西 桂林 541004
随着微流控技术的日趋成熟,将微流控芯片技术和光微流方法在微结构光纤中进行交叉融合,已经逐渐形成了一个新的发展方向。简要综述了这一技术是如何从初期的利用微结构光纤的特殊结构,进行简单的功能集成,拓展到如今基于特殊需求进行光纤的功能设计的新阶段,以实现在微结构光纤内部构造微流控感测系统的目的。该方向的发展,不仅促进了光波导与微流物质检测技术相结合,还为实现不同检测原理在微结构光纤内的高灵敏度光纤微流传感器技术开辟了新方法与新途径。
微流控 光微流 光纤传感器 光微流传感器 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0106004
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学光电工程学院,广西 桂林 541004
2 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院,黑龙江 哈尔滨 150006
本文针对光纤传感技术中相敏光时域反射仪(Φ-OTDR)数据采集受限的问题,提出了一种基于条件对抗生成网络(CGAN)的数据增强方法,用于在少量数据基础上生成大量训练样本。实验中采用Φ-OTDR完成数据采集,将采集到的真实数据作为CGAN的输入,网络通过自动提取信号特征,并在输入条件的帮助下生成逼真的信号数据。将生成数据和原始数据分别输入决策树、支持向量机、卷积神经网络等模型进行分类,实验结果显示,生成数据在各个分类器中的检测结果都得到了显著提升,有效提高了分类器模型的检测能力和性能,实现了Φ-OTDR模式的目标识别,并解决了数据采集困难的问题。本文研究为小样本检测提供了新的思路和方法,对其他光纤传感技术的应用具有借鉴意义。
光纤传感 相敏光时域反射仪 数据增强 深度学习 条件对抗生成网络 
光学学报
2024, 44(1): 0106026
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学 光电工程学院,广西桂林54004
2 哈尔滨工程大学 纤维集成光学教育部重点实验室,黑龙江哈尔滨150001
为了制备高质量螺旋光纤器件,提出一种四电极电弧光纤加热的方法。基于磁流体动力学模型建立四电极电弧等离子放电的有限元仿真模型,研究了电极夹角、电极距离与施加电压对电弧放电温度场的影响。根据实际情况,进行了相应的温度场仿真计算,结果表明四电极电弧放电形成了较宽的恒温区,宽恒温区不仅有利于光纤应力的释放,同时减少了光纤偏移带来的影响。基于仿真结果,研制了四电极电弧放电的宽恒温区等离子热熔扭转加工系统,当系统中被加热光纤最高温度约为1 050 ℃时,被加热光纤轴向上的恒温区长度约为2.12 mm。用研制的系统制备了不同光纤与不同周期下的螺旋长周期光纤光栅,在波长1.21~1.3 µm,透射光谱的光强波动小于1 dB,光强平均值大于-1 dB;在波长1.3~1.35 µm,光强平均值大于-1 dB;最深的透射光谱波谷大于22 dB。为更进一步验证所研系统的性能,用单模光纤、偏芯光纤、偏双芯光纤制备了不同周期的螺旋光纤结构,结果显示加工得到的螺旋光纤结构的包层边界清晰且平直,无显著的螺纹结构;光纤中央芯无显著的螺旋加工痕迹;光纤偏芯光滑且连续。
四电极 电弧 等离子宽恒温场 高温光纤螺旋加工 four-electrode arc plasma wide constant temperature field high temperature fiber twisting processing 
光学 精密工程
2023, 31(18): 2636
作者单位
摘要
1 哈尔滨工程大学纤维集成光学教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150006
2 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院,黑龙江 哈尔滨 150006
3 桂林电子科技大学光电工程学院,广西 桂林 541004
提出一种多芯光纤对角芯反射耦合器,可实现多芯光纤对称纤芯的光路低损耗串联。首先,采用纤端精密研磨的方法制备出45°圆台,得到平均插入损耗为2.14 dB的器件;其次,通过研磨制备出多角度圆台,并采用电弧平滑优化的方法实现了圆台的弧形优化,使得平均插入损耗降低至1.39 dB。对2种圆台型器件的制备容差进行了对比分析,结果表明,优化后的弧形圆台相较于优化前具有更好的制备容差和性能。
光纤光学 多芯光纤 反射耦合器 插入损耗 纤端研磨 
光学学报
2023, 43(13): 1306001
作者单位
摘要
桂林电子科技大学 光电工程学院光子学研究中心, 广西桂林541004
为了实现对多芯光纤在光网络系统中的接续并评价连接效果,给出了一种多芯光纤活动连接器的制备方法,用光学连续波反射计和光学低相干反射计分别构建了多芯光纤活动连接器插入损耗和回波损耗测量系统。详细地分析了外在因素和端面质量对多芯光纤活动连接器插入损耗和回波损耗的影响,提出了多芯光纤活动连接器制备和对接时需要满足的三项质量控制条件:精准对芯、物理接触和不相对转动。所制备的多芯光纤活动连接器具有标准的LC型接口,采用三维轮廓仪对多芯光纤活动连接器端面的三维参数(顶点偏移、曲率半径和光纤凹凸度)以及粗糙度进行了表征。用构建的测量系统测得制备的四芯光纤活动连接器中所有纤芯通道实现了平均0.089 dB的低插入损耗和52.31 dB的高回波损耗。为多芯光纤活动连接器走向实际应用提供了制备方法和性能评价方案。
多芯光纤 光纤活动连接器 插入损耗 回波损耗 multi-core fiber optical fiber connector insertion loss return loss 
光学 精密工程
2023, 31(10): 1454
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of In-fiber Integrated Optics, Ministry of Education, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
2 Photonics Research Center, Guilin University of Electronics Technology, Guilin 541004, China
Vector bending sensing has been consistently growing in many fields. A low-cost and high sensitivity vector bending sensor based on a chirped long-period fiber grating (LPFG) with an off-axis micro helix taper is proposed and experimentally demonstrated. The grating is composed of several sections of single-mode fiber with gradually larger lengths, and the off-axis micro helix tapers with fixed lengths when they are fabricated by using the arc discharge technology. The large refractive index modulation in the micro-helix taper greatly reduces the sensor size. The total length of the sensor is only 4.67 mm. The micro-helix taper-based LPFG can identify the bending direction due to the asymmetric structure introduced by the micro helix. The experimental results show that the transmission spectra of the sensor have distinct responses for different bending directions, and the maximum bending sensitivity is 14.08 nm/m-1 in the range from 0.128 m-1 to 1.28 m-1. The proposed bending sensor possesses pronounced advantages, such as high sensitivity, small size, low cost, and orientation identification, and offers a very promising method for bend measurement.
bending sensor chirped long-period fiber grating off-axis micro helix taper orientation identification 
Chinese Optics Letters
2023, 21(6): 060604
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of In-fiber Integrated Optics, Ministry of Education, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
2 Qingdao Innovation and Development Center of Harbin Engineering University, Qingdao 266000, China
3 Photonics Research Center, School of Electronic Engineering and Automation, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China
We propose a high-sensitivity bidirectional torsion sensor using a helical seven-core fiber taper embedded in multimode fiber (MHSTM). Sensors with different taper waists and helical pitches are fabricated, and their transmission spectra are obtained and analyzed. The waist and length of the sandwiched seven-core fiber are finally determined to be 68 µm and 3 mm, respectively. The experimental results show that the clockwise and counterclockwise torsion sensitivities of the proposed sensor are 2.253 nm/(rad/m) and -1.123 nm/(rad/m), respectively. When tapered waist diameter reduces to 48 µm, a superior torsion sensitivity of 5.391 nm/(rad/m) in the range of 0–4.24 nm/(rad/m) is obtained, which is 46 times as large as the traditional helical seven-core fiber structure. In addition, the MHSTM structure is also relatively stable to temperature variations.
torsion sensor Mach–Zehnder interferometer multicore fiber helical taper structure 
Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 041205
冯智宇 1,2成煜 1,2,*苑立波 1,2李立彤 3[ ... ]李静 4
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西 桂林 541004
2 广西光电信息处理重点实验室,广西 桂林 541004
3 长飞光纤光缆股份有限公司光纤光缆制备技术国家重点实验室,湖北 武汉 430073
4 大族激光科技产业集团股份有限公司,广东 深圳 518000
为了探究激光器线宽的综合特性,对波长可调谐窄线宽激光器的线宽进行了理论分析。搭建了基于非平衡马赫-曾德尔干涉结构的延时自外差测量系统,以研究波长可调谐窄线宽激光器的稳态及动态线宽特性。为了平衡线宽测量的速度和精度,完成了不同接收机带宽下的线宽测试。针对激光器波长连续调谐时产生的线宽展宽问题,通过控制激光器波长调谐时的步进量保持输出功率的稳定性,补偿了线宽的测量误差。该研究不仅能完善激光器线宽特性的研究,对光频域反射技术的研究也具有重要意义。
激光器 窄线宽激光器 线宽测量 延时自外差法 拍频法 
激光与光电子学进展
2022, 59(21): 2114003
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院光子学研究中心, 广西 桂林 541004
2 长飞光纤光缆股份有限公司光纤光缆制备技术国家重点实验室, 湖北 武汉430074
3 武汉理工光科有限股份公司, 湖北 武汉 430000
4 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
5 国防科技大学气象海洋学院, 湖南 长沙 410000
6 哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
7 电子科技大学信息与通信工程学院光纤传感与通信教育部重点实验室光纤光学研究中心, 四川 成都 611731
8 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
9 香港理工大学电机工程系, 香港 999077
10 山东省光纤传感技术重点实验室, 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院激光研究所, 山东 济南 250103
11 北京知觉科技有限公司, 北京 100085
12 燕山大学信息科学与工程学院, 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004

四十多年来,我国光纤传感技术在经济发展和市场需求的牵引下快速成长。针对我国光纤传感若干典型的细分技术领域,概括性地给出了各个细分技术的发展历程、技术现状及面临的主要问题,使读者能更好地理解我国光纤传感技术发展的样貌,把握我国光纤传感技术市场需求呈指数型增长的发展趋势。

传感器 光纤传感技术 细分技术领域 指数发展规律 发展趋势 
光学学报
2022, 42(1): 0100001
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of In-fiber Integrated Optics, Ministry of Education, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
2 Acoustic Science and Technology Laboratory, College of Underwater Acoustic Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
3 Photonics Research Center, Guilin University of Electronics Technology, Guilin 541004, China
In this paper, a novel liquid level sensor with ultra-high sensitivity is proposed. The proposed sensor is configured by a slice-shaped composite long period fiber grating (SSC-LPFG). The SSC-LPFG is prepared by polishing two opposite sides of a composite multimode–single-mode–multimode fiber structure using a CO2 laser. The method improves the sensitivity of the sensor to external environment. Based on the simulation calculation, a liquid level sensor with a length of 3 mm is designed. The experimental transmission spectrum agrees well with the simulation result. The experimental results show that the sensitivity reaches 7080 pm/mm in the liquid level range of 0–1400 μm in water. The temperature sensitivity is 24.52 pm/°C in the range of 20°C–90°C. Due to the ultra-high sensitivity, good linearity, and compact structure, the SSC-LPFG has potential application in the field of high-precision liquid level measurement.
liquid level sensor composite long period fiber grating ultra-high sensitivity 
Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 011202

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