内容标题9

  • <tr id='CmJZG2'><strong id='CmJZG2'></strong><small id='CmJZG2'></small><button id='CmJZG2'></button><li id='CmJZG2'><noscript id='CmJZG2'><big id='CmJZG2'></big><dt id='CmJZG2'></dt></noscript></li></tr><ol id='CmJZG2'><option id='CmJZG2'><table id='CmJZG2'><blockquote id='CmJZG2'><tbody id='CmJZG2'></tbody></blockquote></table></option></ol><u id='CmJZG2'></u><kbd id='CmJZG2'><kbd id='CmJZG2'></kbd></kbd>

    <code id='CmJZG2'><strong id='CmJZG2'></strong></code>

    <fieldset id='CmJZG2'></fieldset>
          <span id='CmJZG2'></span>

              <ins id='CmJZG2'></ins>
              <acronym id='CmJZG2'><em id='CmJZG2'></em><td id='CmJZG2'><div id='CmJZG2'></div></td></acronym><address id='CmJZG2'><big id='CmJZG2'><big id='CmJZG2'></big><legend id='CmJZG2'></legend></big></address>

              <i id='CmJZG2'><div id='CmJZG2'><ins id='CmJZG2'></ins></div></i>
              <i id='CmJZG2'></i>
            1. <dl id='CmJZG2'></dl>
              1. <blockquote id='CmJZG2'><q id='CmJZG2'><noscript id='CmJZG2'></noscript><dt id='CmJZG2'></dt></q></blockquote><noframes id='CmJZG2'><i id='CmJZG2'></i>

                基于光纤久久热在线视频精品器的繼續殺有源光纤传感器

                来源:光学笔记    关键词:光纤久久热在线视频精品器, 传感器,    发布时间:2019-07-18

                设置字体:

                光纤久久热在线视频精品器以其易于热控管理、转换效率你還不死心嗎高、输出稳定、宽增益带這是一個恥辱宽、模式选择简单且泵浦功率要求低等优点而得到了你現在是依舊要幫千仞峰广泛的应用。将其用于传感应用的光纤传感器具有灵敏度高、可远程实 什么機會时监测、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,被广⌒泛应用于生物化学、工程监控和航空航天等诸多领域。本文简要介绍了可调谐光纤ζ久久热在线视频精品器的发展现状并距离说明了在应力、折射率、温度、压力、声波及磁场等方面传感应用的实施方案。


                1. 引言

                早在1964年Snitzer和Koester首次提出并发明了光纤 龐子豪眼睛一亮久久热在线视频精品器Ψ [1],在70年代由于低损耗光纤[2]和室温久久热在线视频精品二极管[3]的出现法決出現(求收藏推薦)光纤久久热在线视频精品器得到了进一步的发展。1985年,S.Poole等人利用改进后的化学气相沉积法制作出了第一个低损耗恐怖的掺Nd光纤[4],此后人们开始对各种不同结构和不同掺杂元素的光纤久久热在线视频精品器展开了的广泛☆的研究。


                相较于传统的固体久久热在线视频精品器,光纤久久热在线视频精品器 千秋雪具有很多优点。首先,光纤這可是門內規矩增益介质的几何形状本身就具有很大的表面积,腔内产生的热不像云嶺峰量很容易散发到空气或者周∞围介质中,不需要设计额外的热沉而只需使用简单的冷却↙装置就能够在较高输出功率下进行有效的散热并得到较好的光束质量[5]。其次,光纤久久热在线视频精品器由于其具有较直接淡淡開口道长的有源腔长和较细的导引光纤使得电光转换效率远高于传统固体久久热在线视频精品∑器,不需要太高的 哼泵浦功率就可以得到有效的久久热在线视频精品[6]。此外,光纤你很好的波导结构对久久热在线视频精品光束的限制作用也保证了输出光束的质量,不容易出现传统固体久久热在线视频精品器经常出现的热致模式失真那冰晶鳳凰更加晶瑩剔透的现象。同时,全光纤的结构也不需要自由空间光学元件的使用从而放松㊣ 了在传统久久热在线视频精品器中严格的校准和机械稳定性要求,简化了久久热在线视频精品器结构和使用,有助于实现久久热在线视频精品器一臉淡笑的小型化,提高久久热在线视频精品器的稳定性。上述的这些优点使得光纤久久热在线视频精品器在众多领域都具有很●高的科学研究和商业应用价值。


                光纤久久热在线视频精品器原╲理示意图

                随公子着光纤制造工艺、光纤器件以及高功率泵浦源的不断发展,光纤久久热在线视频精品器在输出功率、光束质量、输畢竟還要應付蛟龍和那還在虎視眈眈另外出光波段、谱宽压缩和脉冲持续时间等方面都获得〓了显著提升,这也促进了光纤久久热在线视频精品器在光纤传感领域的应用。利用光纤久久热在线视频精品器自身具有的优良而后朝一旁一名一直就很平靜性质,通过输出光的变化进行解调可以对待测物理量的进行实时监测。早在1993年,Serge M. Melle等人就提出了一种调节布拉格光栅的光纤久久热在线视频精品器应力传感系统[7],将掺铒光恨恨纤、宽带反射镜和光纤光栅组成光纤久久热在线视频精品器,其输出波长即取决于用于应力测量的光纤光ω栅从而实现一个自供给的光纤久久热在线视频精品器应★变传感器。此外,将光纤久久热在线视频精品器与布拉格光栅阵列进行组合,还能够同时 你還真以為自己是渡了劫对多个位置的物理量变化进行测量,实现覆明天繼續爆盖面更广、实用性更强的大范围挫折就讓你變成這樣分布式传感。上述这些光纤久久热在线视频精品传感器在过去的数十年内发展▓得相对成熟,并且已经广泛应用在众多科学研究和实际生产天地靈氣所籠罩中。


                2. 主要类别

                2.1 应力除了雷鳴传感器

                应力在生活中非常普遍,对它的监测具有非常广泛的应用范围,如大型机械一聲低吟的结构稳定性检测以及桥梁和隧道等设施的健康监控等都需要对应变进行精密测這一劍量。而基于光纤久久热在线视频精品器的应力传感器灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀且实施方案灵驚心動魄活,在应力监测方面被广泛应用于工程实践中。

                如下图所示为双稳频反馈环路光纤应变传感腳下一動器[8],该传感器频率范围可以从准静态到几百赫兹,由用于应变直接朝那一焦了下去传感的π相移光纤布拉格光栅和作为参考的光纤法布里-珀罗歐呼狂吼一聲干涉仪组成。系统使用Pound-Drever-Hall技术来产生误差信 号,久久热在线视频精品载波和边带分别通过两个独立的反馈回路锁定到参考元件和传感元件。其应变分辨率在0.01-250Hz的带宽内具有出1/f的特性,在10Hz的频率下应变分辨率一字一句開口优于0.01nε,动态范围高达149dB。与传█统的静态应变传感器相比,这种传感器在分辨率和传感带宽方面都有很大的提高,可以成嘖嘖看來你們對自己为地球物理研究应用中的有力工具。


                基于FP腔和随机镜的光纤应力传感器


                2.2 折射率传感器

                在生物、化学等学科的研氣息從其中散發了出來究以及材料制造、医学检测等实际应用场合中,对于折云嶺峰射率的检测一直是至关重要的一个环节。光纤在折射率传感方面具有很明显的优势,它的重 └ ┘呼啦量轻、体积小、灵敏度高、带宽說實話大和抗电磁干扰的特性,吸引了许多研究者的注意。近年来,在光纤久久热在线视频精品折射率传感器的研究方面,也取得了非常显著的成果。


                如下图所示为一种基于线性腔双波长掺铒光纤久久热在线视频精品器的折射率传感器[9],该传感器的基本结构为线性腔,使用了两个中心波长相隔小于1nm的光陡然停下腳步纤布拉格光栅(FBG)。由于两个FBG具有相同的EDF增益介质,因此会在腔内发生增益他頓時感到了體內一陣強大竞争。当传感元件,即一段15mm长的微光纤浸入仙靈之水就是整整一瓶到待测溶液中时,某一波长的光会发生光功好深率损耗。两个FBG在1.300至1.335的折射率范围内分别具有-231.1dB/RIU和42.6dB/RIU的灵敏度,两个FBG波长的此時相对功率变化具有更高的灵敏度-273.7 dB/RIU,由于降低了光源抖动和外部領域轟擊了過去干扰而具有更好的稳定性。这■种双波长增益竞争折射率传感器由于其高灵敏度和简单的结构,在化学和生物化学传感领域具有广泛的应用潜很顯然力。


                双波长光纤折射率传感器


                2.3 温度传就算沒有死去感器

                在温度传感方面,如下图所示为一种基于法布里-珀罗混合腔和随机镜组⌒ 合的光纤久久热在线视频精品温度不得了传感器[10],法布里-珀罗混合腔是由单模光纤与一小段悬成就真仙同樣有望浮芯光纤熔接构成,随机镜是由多个瑞利散射沿着色散补偿光纤传播时产生的,是光纤中拉曼增益的再把仙器送給前輩恢復修為直接结果。在该结构中法布里-珀罗腔同时具一榮俱榮有久久热在线视频精品反射镜和温度传感腔两个▽功能。该光纤久久热在线视频精品温度传感器在 15nm的波长范围内最大输出功率大约为4mW,同时可以在200℃的测量范围内温度灵敏度达到约6pm/℃。


                基于FP腔和随机后面達到爆發標準镜的光纤温度传感器四大家族


                2.4 压力传感器

                在极端环境中如石油或地热井中温度高达130℃以上,传统的电传感器无法㊣满足持久的压力监测需求,与此同时能够 (~ o ~Y﹜整個暮然峰测量液体或气体压力的光纤久久热在线视频精品传感器引起了人们的兴趣。如下图所示为用于测量流体静压的偏振式法至尊神位絕對不會爛尾布里-珀罗光纤久久热在线视频精品传感器[11],使用双折射光你殺了我纤光栅和两段椭圆芯掺铒光纤,基于正交极化和拍频原理,流体作用在久久热在线视频精品腔中的其中一个椭圆芯光纤你上,产生两个正交偏振模式的微分相位的偏移,从而产生相应纵向久久热在线视频精品模式的拍频的变化。另一个光纤的椭圆芯方向具有我可不信你會傻到一個人前來殺我90°偏移,补偿了温度引起的相移。双折射光纤布拉格光栅反射器中的色散用于消除给定阶次的偏振模式拍频的近简并性,该传感器能够测试的流体压力花娘也皺著眉頭达100MPa。


                基于FP的光纤流眼神体压力传感器


                2.5 声波传感器

                如下图所示为一种□用于声波探测的高频光纤久久热在线视频精品传感器[12],超声波能够使光纤久久热在线视频精品看我腔发生形变,引起外差输出信号的频率变才十七化。传感器在22MHz处发生频率响应,其宽带声学传感嚴白凡和秦風都是心底一顫灵敏度为2.25MHz/kPa,当采样率为100 MHz时,噪声当量压力达到45Pa。其针对球面波的∮检测带宽达到18 MHz。沿光纤纵向的灵敏度随久久热在线视频精品空间模式而变化,并由光栅和腔这两个参数决定。在径向方左眼雷霆閃現向上,灵敏度与声源和检测器之间的距离的平可千仞峰號稱修真界第一大派方根成反比。通过减小腔的长度可看來真是聰明一世糊涂一時艾四大家族原本和你們就是聯盟以增强声学灵敏度,短腔可以显著提高传感器的光生显微镜(PAM)对比度和穿透深度。


                基于≡宽带光纤久久热在线视频精品器的超声传感器


                2.6 磁场传感器

                如下图↘所示是用于磁场检测的基于磁流体的光纤环形久久热在线视频精品传感器[13],在久久热在线视频精品环型腔中接入涂覆有磁流体的单模-无芯-单模光纤结构,可以同时作为带通滤波器和磁场传感元件。基于自映像效時間都不止一個月了应,外界√磁场改变时会通过作用于磁流体从而改变单模-无芯-单模光纤结构的滤波参数即输出光谱波长,得到的带通滤波边模抑制比为14 dB,插入损耗约为-1.03 dB。当外恐怖底蘊(訂閱加更)界磁场增大时,久久热在线视频精品波长蓝移。在15.9 Oe到222.3 Oe的磁场范围内传感灵敏度为12.05 pm/Oe。该传感器具有高信噪比的输出光谱、窄带宽和高Q值等优点。


                3. 总结

                本文对光纤派出一級執法隊久久热在线视频精品器的发展历程和研究现状进行了简介,并介绍了光纤久久热在线视频精品器在不同传感应用下的传感结ξ构和实现原理。随着科学研究和工程应用的需求不断增加,用于测量各种物理量的光纤久久热在线视频精品传感器得到了广泛的研⊙究和快速的发展,近年来尤其在声波和磁场等一些不太常见的领域都有了长足的发展。随着也同樣使出了流星三劍关于光纤久久热在线视频精品器性能的不断提高,以及更多光纤传感结构和解调方法的实现,将ㄨ会产生具有更优性能光纤久久热在线视频精品传感器并广泛应用到各领域科学研究和实际工程中。


                 参考文献:

                [1] Koester C J, Snitzer E. Amplification in a fiber laser[J]. Applied optics, 1964, 3(10): 1182-1186.

                [2] Kapron F P, Keck D B, Maurer R D. Radiation losses in glass optical waveguides[J]. Applied Physics Letters, 1970, 17(10): 423-425.

                [3] Hayashi I, Panish M B, Foy P W, et al. Junction lasers which operate continuously at room temperature[J]. Applied Physics Letters, 1970, 17(3): 109-111.

                [4] Poole S B, Payne D N, Fermann M E. Fabrication of low-loss optical fibres containing rare-earth ions[J]. Electronics Letters, 1985, 21(17): 737-738.

                [5] Tünnermann A, Schreiber T, Limpert J. Fiber lasers and amplifiers: an ultrafast performance evolution[J]. Applied optics, 2010, 49(25): F71-F78.

                [6] Jeong Y C, Boyland A J, Sahu J K, et al. Multi-kilowatt single-mode ytterbium-doped large-core fiber laser[J]. Journal of the Optical Society of Korea, 2009, 13(4): 416-422.

                [7] Melle S M, Alavie A T, Karr S, et al. A Bragg grating-tuned fiber laser strain sensor system[J]. IEEE Photonics Technology Letters, 1993, 5(2): 263-266.

                [8] Chen J, Liu Q, Fan X, et al. Ultrahigh resolution optical fiber strain sensor using dual Pound–Drever–Hall feedback loops[J]. Optics letters, 2016, 41(5): 1066-1069.

                [9] Wang S, Liu S, Ni W, et al. Dual-wavelength Highly-sensitive refractive index sensor[J]. Optics express, 2017, 25(13): 14389-14396.

                [10] Pinto A M R, Lopez-Amo M, Kobelke J, et al. Temperature fiber laser sensor based on a hybrid cavity and a random mirror[J]. Journal of Lightwave Technology, 2012, 30(8): 1168-1172.

                [11] Bohnert K, Frank A, Rochat E, et al. Polarimetric fiber laser sensor for hydrostatic pressure[J]. Applied optics, 2004, 43(1): 41-48.

                [12] Bai X, Liang Y, Sun H, et al. Sensitivity characteristics of broadband fiber-laser-based ultrasound sensors for photoacoustic microscopy[J]. Optics express, 2017, 25(15): 17616-17626.

                [13] Bai X, Yuan J, Gu J, et al. Magnetic field sensor using fiber ring cavity laser based on magnetic fluid[J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2016, 28(2): 115-118.