赵爽 1杜超 1,3,*王秋雨 1贾斌 1[ ... ]邓霄 1,2,**
作者单位
摘要
1 太原理工大学物理与光电工程学院,山西 太原 030024
2 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室,山西 太原 030024
3 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
为了探索一种高灵敏折射率传感器,基于CO2激光技术制备出双峰谐振长周期光纤光栅(LPFG)。首先,利用CO2激光器在腐蚀包层后的传统单模光纤和80 μm弯曲不敏感光纤上制备出周期分别为196 μm和73 μm的双峰谐振LPFG,证明了采用CO2激光微加工技术在单模光纤上制备短周期LPFG的可能性。其次,利用CO2激光器直接在2种80 μm单模光纤上制备出周期分别为110 μm和115 μm的双峰谐振LPFG。实验结果表明:在2种80 μm单模光纤上制备的LPFG具有谐振损耗大,插入损耗小和折射率灵敏度高等优点。基于以上优点,采用CO2激光技术制备的双峰谐振LPFG在生物、化学及环境参数检测等重要领域的应用具有较大潜力。同时,也提供了一种操作简单、低成本制备双峰谐振LPFG的方法。
光纤光学 长周期光纤光栅 双峰谐振 CO2激光技术 折射率 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0506009
黄梓楠 1黄千千 1田昊晨 2,***闫志君 3,**[ ... ]牟成博 1,*
作者单位
摘要
1 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室,上海先进通信与数据科学研究院,特种光纤与先进通信国际合作联合实验室,上海 200444
2 中国计量科学研究院,北京 100029
3 华中科技大学光学与电子信息学院下一代互联网接入系统国家工程实验室,湖北 武汉 430074
4 东莞理工学院电信工程与智能化学院,广东 东莞 523808
5 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062
6 浙江省引力波精密测量重点实验室国科大杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
利用45°倾斜光纤光栅(45°-TFG)作为光纤型起偏器,搭建了一台高可靠性高稳定性的掺铒锁模光纤激光器,并以此为基础实现了重复频率frep和载波包络偏移频率fceo的精确锁定。当泵浦功率为228 mW时,基于45°-TFG的锁模激光振荡器可实现3 dB光谱带宽为60.4 nm、脉冲宽度为68 fs的超短脉冲输出,在12 h内功率的均方根稳定性达到0.033%,且在较大的泵浦范围内均能维持较好的展宽锁模状态。经过自主搭建的非线性脉冲放大、超连续谱产生以及f-2f自参考拍频干涉光路,获得了信噪比为32 dB的fceo信号。最后通过搭建基于锁相环的主动反馈控制电路,将frepfceo信号溯源至一台GPS时频系统,最终测得frepfceo信号归一化后在1 s门时间内频率稳定度为2.38×10-12和6.41×10-16。这是首次实现基于45°-TFG的光纤激光频率梳,表明了基于45°-TFG的锁模光纤激光器在实际应用中的潜力。
锁模光纤激光器 光纤光栅 非线性偏振旋转 光纤激光频率梳 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0106005
作者单位
摘要
1 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院,北京100192
2 北京无线电测量研究所,北京100039
3 中国大恒集团有限公司 北京图像视觉技术分公司,北京100080
为了提高光纤光栅传感网络的信息传递密度与容量,提出基于超声脉冲激励的光纤光栅复用技术,并进行实验分析,通过将超声脉冲激励分别导入单光栅与光栅串中,使单光栅、光栅串发生啁啾。实验结果表明:单光栅实验中,超声脉冲使光栅降低其相对反射率;光栅串实验中,超声脉冲使其中一个光栅相对反射率下降时,其余光栅相对反射率上升,能有效分离3个光谱相近的光栅。
光纤光栅 超声脉冲激励 复用技术 fiber grating, ultrasonic pulse excitation, multip 
光通信技术
2023, 47(3): 0069
作者单位
摘要
西安石油大学理学院,陕西 西安 710065陕西省油气资源光纤探测工程技术研究中心,陕西 西安710065陕西省油气井测控技术重点实验室,陕西 西安710065CNPC重点实验室——油藏光纤动态检测研究室,陕西 西安710065
为了实现两个方向的振动信号检测,提出了一种以杆为弹性结构的二维光纤光栅振动传感器。首先对该传感器进行了理论分析,并推导出其固有频率和灵敏度公式。然后对传感器结构进行了优化仿真,确定各个参数的最终值。最后通过实验研究了传感器的各项性能。实验结果表明,该传感器在x方向上的固有频率为493 Hz,灵敏度为54 pm/g,线性度为999%;在y方向上的固有频率为466 Hz,灵敏度为5 pm/g,线性度为975%。此外,采用双光纤光栅消除了温度对振动信号测量的影响,温度灵敏度为01 pm/°C。该传感器结构简单,可检测两个方向的振动信号,消除了温度的影响,在振动信号检测中表现良好,因此在多维振动信号检测领域具有重要研究意义。
光纤光栅 振动 二维 温度补偿 fiber grating vibration two-dimensional temperature compensation 
红外
2023, 44(5): 0024
徐烨 1,2刘涵洁 1,2潘震 1,2汪立雄 1,3[ ... ]周次明 1
作者单位
摘要
1 武汉理工大学光纤传感技术与网络国家工程研究中心, 湖北 武汉 430070
2 武汉理工大学信息工程学院, 湖北 武汉 430070
3 武汉理工大学机电工程学院, 湖北 武汉 430070
海洋温度监测对于研究和保护海洋生态环境具有重要价值, 在防止海洋自然灾害的发生方面有着极重要的实际意义。传统的电传感器远距离供电难, 且难以满足大规模传感网络的复用需求。基于弱光纤光栅阵列的干涉式传感系统平台, 提出了运用相位生成载波(Phase Generated Carrier, PGC)算法解调温度信号的干涉式高精度温度传感方法。在26.00~30.00 ℃的范围内连续升温测量, 温度相位灵敏度为1 132.6 rad/℃, 皮尔逊平方相关系数R2为0.999 3, 理论上温度灵敏度可以达到0.000 1 ℃。结果表明, 将常规用来解调动态信号的方法应用到温度这种准静态信号的解调中, 能实现高灵敏度探测, 在海洋温度监测应用中有较好的应用潜力。
光纤传感 弱光纤光栅阵列 温度测量 相位生成载波 干涉仪 optical fiber sensing weak fiber grating array temperature measurement phase generated carrier interferometer 
光学与光电技术
2023, 21(5): 24
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic Engineering and Optoelectronic Technology, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, China
2 MIIT Key Laboratory of Advanced Solid Laser, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, China
With the increasing power of fiber lasers, single chirped and tilted fiber Bragg gratings (CTFBGs) cannot completely mitigate continuously enhanced system-excited stimulated Raman scattering (SRS). Although improving the loss rate of a single CTFBG or cascading multiple CTFBGs can provide better suppression of the stronger SRS, excessive insertion loss may cause significant attenuation of the output power. Confronting the challenge, we firstly present an SRS mitigation method based on a dual-structure fiber grating in this paper. The dual-structure fiber grating comprises a CTFBG and a fiber Bragg grating structure, which were designed and fabricated on a passive 25/400 double-clad fiber. To evaluate the performance of the grating, a 3 kW fiber master oscillator power amplifier laser is established. The experimental results demonstrate that the SRS mitigation rate of the grating is greater than 30 dB (99.9%), whereas the insertion loss is only approximately 3%, thus allowing for minimal deterioration of the output power. This solves the contradiction between high suppression rate and high insertion loss faced by CTFBGs, which in turn makes dual-structure fiber gratings particularly suitable for mitigating SRS in 3–5 kW high-power fiber lasers.
dual-structure fiber grating fiber optics component high-power fiber laser stimulated Raman scattering 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(6): 06000e92
作者单位
摘要
1 九江职业技术学院 电气工程学院, 江西 九江 330007
2 重庆理工大学 光纤传感与光电检测重庆市重点实验室, 智能光纤感知技术重庆市高校工程研究中心, 重庆 400054
为了实现液相中氢气体积分数的准确检测, 该文利用钯、氧化硅超疏水溶胶和倾斜光纤光栅制备了氢气传感器。首先, 在倾斜光纤光栅表面采用磁控溅射法涂覆了一层致密的钯膜, 用于响应氢气体积分数变化信息; 然后, 采用镀膜提拉法在钯膜表面涂覆一层氧化硅超疏水膜, 用于阻止水分子进入钯膜内部, 导致钯膜从光纤表面脱落, 进而增强了传感器在液相环境下运行的稳定性。实验研究了钯膜厚度对传感器氢敏响应特性的影响, 并利用传感器对液相中的氢气体积分数进行了检测。研究结果表明, 传感器能准确响应液相中氢气体积分数的变化信息, 当钯膜厚度为120 nm时, 灵敏度达到-15.29 pm/%, 最大相对误差为8.67%。
倾斜光纤光栅 传感器 液相 氢气浓度 钯膜 超疏水涂膜 tilted fiber grating sensor liquid phase H2 concentration palladium film superhydrophobic coating film 
压电与声光
2023, 45(3): 450
作者单位
摘要
湖北师范大学 物理与电子科学学院, 湖北 黄石 435002
该文提出了一种基于飞秒激光直写的高灵敏度光纤光栅折射率传感器, 同时测量了传感器的温度及轴向应变特性。采用波长为800 nm的飞秒激光刻写了周期为150 μm, 周期数为50, 栅区长度为7.5 mm的长周期光栅。该传感器在折射率测量实验中的灵敏度最高可达1 605 nm/RIU, 在30~330 ℃, 温度灵敏度达到76.52 nm/℃, 传感器的稳定性良好且对应变不敏感, 鲁棒性优良。这种基于飞秒激光直写的长周期光纤光栅, 其折射率灵敏度较高, 耐高温, 具有广泛的应用前景。
飞秒激光 光纤传感器 光纤光栅 折射率 温度 应变 femtosecond laser fiber sensor fiber grating refractive index temperature axial strain 
压电与声光
2023, 45(3): 445
作者单位
摘要
西安科技大学安全科学与工程学院,陕西 西安 710054
铁路已成为我国交通运输的大动脉,地理条件的多样性使得铁路隧道分布较多。针对铁路隧道的结构安全监测方式诸多,然而传统的监测方式均存在一定的局限性。基于当前研究热点——光学传感,将精度优良、经济可行性较高的光学视频位移计和光纤布拉格光栅传感技术有机结合,应用于运营期铁路隧道的安全监测。通过分析静态、通车等情况下的监测数据,结合仿真模型,初步探讨光学传感应用于运营期铁路隧道监测的可行性,旨在为相关工程技术研究提供参考和借鉴。
光学传感 光学视频位移 光纤光栅传感 隧道监测 仿真模型 
激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2312006
于观玉 1张春香 2黄政 3刘锐 3[ ... ]刘军 1,*
作者单位
摘要
1 深圳大学微纳光电子学研究院二维材料光电科技国际合作联合实验室,广东 深圳 518060
2 深圳技术大学工程物理学院,广东 深圳 518118
3 深圳大学物理与光电工程学院光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060
1.7 μm激光处于眼安全波段并位于许多重要气体分子的指纹吸收峰,在生物医疗、气体传感等领域具有重要应用价值。而涡旋光束作为一种新兴的结构光场,其具有环形光强分布和螺旋相位波前,并携带轨道角动量,在光通信、微粒操控等领域应用广泛。因此发展1.7 μm高能涡旋激光器具有重要的研究价值和应用前景。但传统稀土离子掺杂光纤或晶体的发射谱,或难以覆盖该波段,或在该波段激光增益较小,且涡旋光产生主要基于空间光结构,导致1.7 μm波段涡旋光激光系统复杂、集成度低,难以实现高功率输出。本文利用螺旋长周期光纤光栅作为涡旋模式转换器,在基于受激拉曼散射效应的1.7 μm波段光纤随机激光半开放腔中实现了全光纤结构的高功率涡旋激光输出,最大输出功率为2.09 W,中心波长为1690 nm。得益于涡旋光纤随机激光器的全光纤结构,该装置具有良好的时域稳定性,短时时域波动低至2.8%。该研究结果不仅为实现兼具高功率输出和良好时域稳定性的紧凑型1.7 μm波段涡旋激光器提供有效方案,还能进一步拓展其在激光医疗、气体检测、光镊和生物成像等领域的应用。
1.7 μm波段 涡旋光束 光纤随机激光器 螺旋长周期光纤光栅 涡旋光纤随机激光器 
光学学报
2023, 43(22): 2214003

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