刘德军 1,2†黄梓毅 1,2†李卓荣 1,2台亚龙 1,2[ ... ]王义平 1,2
作者单位
摘要
1 深圳大学物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市超快激光微纳制造重点实验室,广东 深圳 518060
2 深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,广东省光纤传感技术粤港联合研究中心,深圳物联网光子器件与传感系统重点实验室,广东 深圳 518060
3 南方科技大学医院泌尿外科,广东 深圳 518055
4 香港中文大学机械与自动化工程学系,香港 新界沙田999077
光学相干层析成像(OCT)是一种无创或微创的、可提供组织深度信息的高分辨率可视化实时成像技术,广泛应用于生物医学成像与临床诊断领域。光纤OCT显微内窥成像技术是基于光纤传输和光纤显微内窥成像的OCT技术,除了具有OCT的一般成像优点外,还具有体积小、质量轻、耐腐蚀、电绝缘、抗电磁干扰等特点,尤其适用于对现有其他成像技术无法到达的狭小腔道内的组织病变进行高分辨率检测和早期诊断。随着激光器、探测器和光纤器件制备技术的发展,光纤OCT系统、光纤探头设计和制备都取得了巨大进步,应用场景也得到不断扩展。具体地:光纤OCT系统从时域OCT发展到频域OCT,成像速度和分辨率获得显著提升;光纤OCT内窥成像探头先后历经了光纤-棱镜型、全光纤型及光纤复合型探头三个发展阶段,目前正朝着多功能集成、小型化、一体化的方向发展;光纤内窥OCT的临床应用从呼吸系统和消化系统逐渐拓展到心血管系统。从光纤OCT系统设计、探头设计与制备、内窥成像应用三方面综述近年来光纤OCT显微内窥成像技术的发展现状,重点总结光纤内窥探头的技术发展及其在医学诊断中的应用,最后结合现有前沿技术报道总结展望了未来光纤内窥OCT的发展方向。
光学相干层析成像 生物医学成像 光纤内窥成像 心血管疾病 
激光与光电子学进展
2024, 61(2): 0211025
王义平 1,2,3钟华健 1,2单荣毅 1,2梁文发 1,2[ ... ]付彩玲 1,2,*
作者单位
摘要
1 深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,广东省光纤传感技术粤港联合研究中心,深圳市物联网光子器件与传感系统重点实验室,广东 深圳 518060
2 深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市超快激光微纳制造重点实验室,广东 深圳 518060
3 人工智能与数字经济广东省实验室(深圳),广东 深圳 518107
光频域反射仪(OFDR)具有高空间分辨率、高精度和高灵敏度等多种分布式传感能力,其在油气资源勘探、结构健康监测,以及医疗微创介入手术等多种场合展示出了巨大的应用潜力。然而,扫频非线性噪声、相干衰落噪声,以及光纤中微弱的瑞利后向散射信号是影响光频域反射仪性能的主要因素。本文介绍了光频域反射仪基本原理和波长、相位两种传感解调方法,详细阐述了多种抑制扫频非线性噪声和相干衰落噪声的方法,同时介绍了光频域反射仪在三维形状、大应变、高温、折射率等4个方面的传感应用进展。
光频域反射仪 扫频非线性 相干衰落 三维形状 大应变 高温 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0106002
作者单位
摘要
1 深圳信息职业技术学院智能制造与装备学院,广东 深圳 518172
2 深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市超快激光微纳制造重点实验室, 广东 深圳 518060
3 深圳职业技术大学电子与通信工程学院,广东 深圳 518055
为了快速检测氢气泄漏,迫切需要开发一种更安全、浓度检测下限更低的氢气传感器。将镀有钯膜的微悬臂梁探针与单模光纤端面进行组装,设计了一种易制备且低成本的光纤氢气传感器。实验结果表明,该传感器具有超高的氢气响应灵敏度,约为-9.887 μm/%,同时具有低至1.76×10-3%的超低检测下限和优异的重复性。在痕量氢气体积分数条件下,该传感器对氢气体积分数表现出优异的线性响应,这对痕量气体检测具有重要意义,使其在氢能源电池、核电站和太空探索中具有重要的应用价值。
光纤传感器 氢气检测 微悬臂梁 钯膜 
激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2306007
付彩玲 1,2彭振威 1,2李朋飞 1,2孟彦杰 1,2[ ... ]王义平 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,广东省光纤传感技术粤港联合研究中心,深圳市 物联网光子器件与传感系统重点实验室,广东 深圳 518060
2 深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市 超快激光微纳制造重点实验室,广东 深圳 518060
3 人工智能与数字经济广东省实验室(深圳),广东 深圳 518107
基于瑞利散射的光频域反射技术(OFDR)因其高空间分辨率和高灵敏度等优点,在航空航天、健康医疗和高精密仪器检测等领域受到广泛关注。OFDR技术因光纤中瑞利信号弱和光源非线性调谐等问题,限制了其空间分辨率和传感距离等性能的提升。针对此问题,论述了OFDR传感原理,介绍了提升OFDR性能的光纤后处理和数据后处理2种方法,重点介绍了紫外曝光和飞秒激光后处理方法制备瑞利散射增强型光纤,并利用瑞利散射增强型光纤结合后处理算法,实现了温度、应变和三维形状传感。
光频域反射技术 分布式光纤传感 瑞利散射 温度传感 应变传感 形状传感 
激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106007
黎隆富 1,3张乐然 2徐力群 2李欣 4,5,**[ ... ]吴东 2
作者单位
摘要
1 深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,广东 深圳 518060
2 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系,安徽 合肥 230026
3 深圳大学广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳市物联网光子器件与传感系统重点实验室,广东 深圳 518060
4 国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室,安徽 合肥 230601
5 先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230601
非线性光子晶体能够实现高效的非线性光学过程,其制备手段吸引了该领域研究者的高度关注。飞秒激光加工技术具有极高的精度、分辨率和灵活性,相比传统的非线性结构制备工艺具有独特的优势。总结归纳了利用飞秒激光加工技术构建非线性光子晶体的研究进展,并对涉及的准相位匹配原理进行了简要介绍。讨论了飞秒激光反转铁电畴和擦除非线性系数的加工机理,论述了这两种方式在多种维度非线性光子晶体加工方面的实验成果和应用。最后分析了目前飞秒激光加工非线性光子晶体所遇到的挑战,并展望了未来的发展前景。
激光光学 飞秒激光 微纳加工 非线性光子晶体 准相位匹配 非线性光束整形 
中国激光
2023, 50(8): 0802401
何俊 1,2徐锡镇 1,2贺佳 1,2吴嘉烽 1,2[ ... ]王义平 1,2,*
作者单位
摘要
1 深圳大学 物理与光电工程学院 光电子器件与系统教育部重点实验室,广东 深圳 518060
2 深圳大学 广东省光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060
在高速飞行器、航空发动机、核反应堆等**安全和国民经济的重要领域,需要实现1800 ℃以上的高温原位测量。常规石英光纤传感器受限于材料特性,无法在1000 ℃以上高温环境中长期稳定使用。单晶蓝宝石光纤具有极高的熔点(2053 ℃)和较低的传输损耗,是一种良好的高温传感材料。在单晶蓝宝石光纤内部刻写布拉格光栅,可以研制出蓝宝石光纤光栅传感器,具有耐温性能好、测量精度高、便于多点测量等优点,是当前最具发展前景的新型高温传感器件。首先介绍了蓝宝石光纤光栅高温传感器的工作原理和理论模型,接着介绍了利用飞秒激光制备蓝宝石光纤光栅的三种主流技术,包括相位掩模板扫描法、双光束干涉法、直写法,并从制备效率、光谱质量等方面比较了三种技术的优劣,指出飞秒激光直写法是制备蓝宝石光纤光栅高温传感器的最佳手段;然后介绍了蓝宝石光纤光栅的光谱优化方法,包括如何减小光栅光谱带宽和如何降低光谱噪声;进一步介绍了蓝宝石光纤光栅的高温传感特性、封装工艺及高温温度、应变传感应用;最后展望了蓝宝石光纤光栅传感器的未来发展趋势。蓝宝石光纤光栅高温传感器的快速发展和大规模推广应用,必将有助于解决当前我国航空航天、核电等领域重大装备结构健康监测的卡脖子难题。
高温传感器 蓝宝石光纤光栅 飞秒激光微加工 high-temperature sensor sapphire fiber Bragg grating femtosecond laser micromachining 
红外与激光工程
2022, 51(10): 20220700
作者单位
摘要
光学学报
2021, 41(13): 1306000
作者单位
摘要

近年来,特种光纤及其传感器件的快速发展,有力地推动了光纤传感技术水平迈上新台阶。光纤传感器用光作为敏感信息的载体,用光纤作为敏感信息的传递媒质,与传统的各类传感器相比,具有一系列独特的优点,如电绝缘性能好,抗电磁干扰能力强,非侵入,灵敏度高,可绕曲,耐腐蚀,防爆,容易实现对被测信号的远距离监控等等。随着物联网的兴起和5G的大规模商用,应用于传感系统的特种光纤及器件也将蓬勃发展。

激光与光电子学进展
2021, 58(13): 1306000
Author Affiliations
Abstract
1 Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Communication, Institute of Photonics Technology, Jinan University, Guangzhou 511443, China
2 Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education/Guangdong Province, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
The pure-silica hollow-core fiber (HCF) has excellent thermostabilities that can benefit a lot of high-temperature sensing applications. The air-core microstructure of the HCF provides an inherent gas container, which can be a good candidate for gas or gas pressure sensing. This paper reviews our continuous efforts to design, fabricate, and characterize the high-temperature and high-pressure sensors with HCFs, aiming at improving the sensing performances such as dynamic range, sensitivity, and linearity. With the breakthrough advances in novel anti-resonant HCFs, sensing of high temperature and high pressure with HCFs will continuously progress and find increasing applications.
hollow-core fiber high-temperature sensing high-pressure sensing 
Chinese Optics Letters
2021, 19(7): 070601
廖常锐 1,2李博哲 1,2邹梦强 1,2熊聪 1,2[ ... ]王义平 1,2,*
作者单位
摘要
1 深圳大学物理与光电工程学院教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室,广东 深圳 518060
2 深圳大学广东省光纤传感技术粤港联合研究中心,深圳市物联网光子器件与传感系统重点实验室, 广东 深圳 518060

随着光纤技术的发展,光纤器件的结构越来越复杂,功能越来越多样,体积也越来越小,这对光纤器件的加工提出了很大的挑战。飞秒激光双光子聚合方法具有突破光学衍射极限的超高加工精度和无掩模直写的真三维加工能力,在微纳结构加工中拥有独特优势,为微纳结构与光纤集成提供了一种全新的思路和可能性。介绍飞秒激光双光子聚合制备光纤微纳结构器件方向的最新研究进展、应用前景与展望。

光纤光学 双光子聚合 飞秒激光 光纤器件 微纳结构 光学微腔 微透镜器件 
激光与光电子学进展
2021, 58(13): 1306005

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