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
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
作者单位
摘要
1 香港理工大学深圳研究院光子研究中心, 广东 深圳 518057
2 香港理工大学电机工程学系, 香港

研究了基于空芯光纤光热光谱技术的2 μm波段CO2高灵敏度检测关键技术,采用基于反谐振空芯光纤的低锐度法布里-珀罗干涉仪实现光热相位解调。对于波长为2004.02 nm的CO2 R(18)吸收线,在180 mW的泵浦功率以及1 s的积分时间下,噪声等效体积分数约4.7×10 -8。为提高系统测量的稳定性,对光纤端面镀膜以抑制泵浦光的干涉效应,同时将探测器波长锁定到干涉仪的工作点上。1 h内,体积分数为10 -5的CO2标准气体对应的信号波动约4.7%。噪声分析表明,探测光源的相位噪声和强度噪声是当前系统的主要噪声来源。

光纤光学 光纤传感器 空芯光纤 二氧化碳 光热光谱技术 
光学学报
2021, 41(13): 1306004
靳伟 1,2,*鲍海泓 1,2,**齐云 1,2赵焱 1,2[ ... ]何海律 1,2
作者单位
摘要
1 香港理工大学电机工程学系, 香港
2 香港理工大学深圳研究院光子研究中心, 广东 深圳 518057
微纳结构光纤光谱学是指以空芯微结构或微纳光纤为样品池,光和物质在纤芯内部或表面进行相互作用的光谱学技术。本文回顾空芯和微纳光纤导光的基本原理,介绍气体、液体样品池构建的理论和方法,综述基于光谱吸收、光热、光声、荧光、拉曼等效应的微纳结构光纤光谱学的最新进展及今后可能的发展方向。微纳结构光纤对光场的束缚能力强、模场能量在空气中的比例高,可实现光和物质在其中的高效、长距离相互作用。微纳结构光纤样品池的采用,可提升传统光谱学系统的性能或构建新型的光谱学系统;应用传输光纤与其他光学元器件进行柔性连接,可促进光谱学仪器和传感器的小型化和实用化。
光谱学 激光光谱 微结构光纤 空芯光纤 光纤传感器 纳米光波导 拉曼光谱学 
光学学报
2021, 41(1): 0130002
Author Affiliations
Abstract
1 Photonics Research Center and Department of Electrical Engineering, The Hong Kong Polytechnic University, Hung Hom, Kowloon, Hong Kong, China
2 Photonics Research Center, The Hong Kong Polytechnic University Shenzhen Research Institute, Shenzhen 518057, China
We report the first demonstration of group delay tuning with stimulated Raman scattering-induced dispersion in a hydrogen-filled hollow-core optical fiber. A pump laser induces a sharp refractive index change near the S0(0) Raman transition of hydrogen molecules, enabling the control of the group velocity of signal pulses around the Stokes wavelength. Experiments with an 80-m-long hollow-core fiber filled with 2.5 bar hydrogen achieved continuous tuning of the pulse delay up to 1.42 ns by varying the Raman amplification from 0 to 10 dB. The tunable pulse delay is realized by changing the pump power as well as the hydrogen pressure. This work provides a new technique for controlling the pulse propagation in optical fibers with high flexibility.
stimulated Raman scattering hollow-core fiber slow light 
Chinese Optics Letters
2020, 18(6): 060601
作者单位
摘要
1 武汉大学电气工程学院,湖北 武汉 430072
2 香港理工大学电机工程学系,香港 999077
3 北京卫星环境工程研究所,北京 100094
本文综述了空芯光子带隙光纤的独特性质,并介绍了近年来这类光纤在传感领域应用的新进展。光波在空气纤芯中低损耗传输是空芯光子带隙光纤的重要特性,它带来了长距离、大能量密度的光与物质相互作用通道,降低了光纤材料属性对传输光的影响(如中红外吸收、热光效应),为诸如痕量气体/液体探测、高精度光纤陀螺仪等传感应用提供了高效的新平台。空芯光子带隙光纤内部精细的微结构具有新颖的机械性能和热性能,有利于诸如声波、振动探测等传感应用;还可结合光纤后期热处理、选择性填充等技术,对多孔包层进行结构修改或材料填充,获得进一步的性能和功能扩展。这些灵活性已用于开发具有新特性的光纤器件,例如光栅、起偏器和偏振干涉仪。目前,空芯光子带隙光纤传感技术的发展已大大扩展了光纤的环境感知能力和应用范围,是全光器件和光集成技术发展的重要方向。
空芯光纤 光子带隙光纤 光纤传感器 气体传感器 分布式气体传感 hollow-core fiber photonic bandgap fiber optical fiber sensor gas sensor distributed gas sensing 
光电工程
2018, 45(9): 180151
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100191
2 香港理工大学 电机工程系,香港 999077
分析和仿真了含两段保偏光纤的光纤Sagnac干涉仪输出光谱特性,获得消除两段双折射光纤交叉敏感的条件。提出了一种基于保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的温度不敏感压力传感技术。采用实心保偏光子晶体光纤作为传感光纤,搭建了基于双段保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的侧向压力传感系统,分别进行侧向压力测试及温度影响实验。实验结果表明,侧向压力灵敏度可以达到的0.287 7 nm/N,同时由温度变化引起的漂移量小于0.1 pm/℃。
Sagnac干涉仪 压力传感 保偏光纤 保偏光子晶体光纤 温度 Sagnac interferometer pressure sensing polarization maintaining fiber polarization maintaining photonic crystal fiber temperature 
红外与激光工程
2016, 45(8): 0802002
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院光电工程系, 北京 100191
2 香港理工大学电机工程系, 香港
发现并验证了电弧放电对光栅折射率调制的电弧放电擦除(ADE)效应,利用ADE效应成功制作了相移光纤光栅。基于ADE效应的特点,建立了由这种工艺制作相移光纤光栅的理论模型,基于放电对折射率和光栅擦除长度的影响,采用不同的光栅参数,进行了较全面的仿真研究;同时,设计制作了专用的装置,对基于ADE的相移光栅制作技术进行了全面的实验研究和验证,研究了外部应力、放电参数、光栅参数和退火处理等因素对透射峰值波长、线宽和强度的影响。理论仿真与实验研究结果一致。仿真和实验研究均表明:基于ADE的相移光纤光栅制作技术方便有效,通过优化放电参数和光栅参数,可以制作高质量的相移光栅。
光纤光学 相移光纤布拉格光栅 传输矩阵 电弧放电擦除 
中国激光
2013, 40(5): 0505002
张敏 1,*匡武 1廖延彪 1张岩 2[ ... ]靳伟 3
作者单位
摘要
1 清华大学电子工程系,北京 100084
2 首都师范大学物理系,北京 100073
3 香港理工大学电机系,香港
有源内腔法气体吸收测量技术具有极高的灵敏度,通过对基于掺铒光纤激光器的有源气体测量系统的分析和静态测量结果表明,在激光器阈值附近系统的灵敏度最大。为了有效地抑制噪声,提高测量精度,在环行腔光纤激光器的基础上又提出了采用波长调制/二次谐波检测的测量方法,并采用1×N的波分复用(WDM)器件构建了有源传感网络。实验中采用了一个1×4的波分复用器,其通道对应于乙炔气体的吸收波长,系统的解调通过扫描可调谐光滤波器的波长来实现。通过对8.31 mol/m3的乙炔气体的实验表明系统最小可探测气体浓度为0.044 mol/m3。
激光技术 光纤激光器 有源内腔法 波分复用 吸收测量 
中国激光
2005, 32(7): 982

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