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光纤探针探测水下激光爆炸

中国激光 2005年第8期32卷 1101-1104页

作者：张平卞保民钱彦李振华南京理工大学信息物理与工程系江苏南京210094

针对小范围内水下激光爆炸所产生的等离子体冲击波检测问题,对单模石英光纤探针探测方法进行了初步实验研究。采用1064nm调Q激光脉冲聚焦蒸馏水产生冲击波,利用自制光纤探测器进行了检测。结果发现除探测到冲击波信号外,爆炸所产生的等... 详细信息

针对小范围内水下激光爆炸所产生的等离子体冲击波检测问题,对单模石英光纤探针探测方法进行了初步实验研究。采用1064nm调Q激光脉冲聚焦蒸馏水产生冲击波,利用自制光纤探测器进行了检测。结果发现除探测到冲击波信号外,爆炸所产生的等离子体闪光信号也进入光纤,两者混合叠加。同时由于水下激光爆炸所产生的射流对周围固壁面的破坏作用,光纤探针在实际检测过程中不能过分靠近爆炸源,对300mJ激光能量,该光纤探针安全范围应大于0.6mm。

关键词：测量冲击波检测光纤探针射流

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光纤探针法测量泡状流精度的试验研究

工程热物理学报 2022年第6期43卷 1565-1571页

作者：王腾毕勤成桂淼王泽豪刘朝晖西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

采用高速摄影法,对光纤探针测量泡状流局部含气率的精度进行了试验研究。光纤探针从侧面插入静水之中,气泡从底部自由上升,与光纤探针相互作用。被测气泡的直径范围为0.9~2.2 mm,气泡上升的速度为0.25~0.3 m/s。受探针影响,气泡的变形... 详细信息

采用高速摄影法,对光纤探针测量泡状流局部含气率的精度进行了试验研究。光纤探针从侧面插入静水之中,气泡从底部自由上升,与光纤探针相互作用。被测气泡的直径范围为0.9~2.2 mm,气泡上升的速度为0.25~0.3 m/s。受探针影响,气泡的变形效应、减速效应和漂移效应是带来误差的主要方面。气泡的变形效应和漂移效应使得待测弦长减小,会使含气率测量值降低;气泡的减速效应使得被测气泡速度减小,增大了探针在气泡中的停留时间,会使含气率测量值增大。综合三种效应,测量局部含气率的误差主要受到探针刺入气泡深度和气泡半长轴的比值x/a的影响。光纤探针的测量结果具有统计意义,本文给出光纤探针测量泡状流局部含气率的平均误差为-8.4%。

关键词：光纤探针测量精度泡状流局部含气率

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光纤探针方法测量界面面积浓度实验研究

原子能科学技术 2013年第3期47卷 432-436页

作者：孙波孙立成田道贵刘靖宇金光远哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

采用光纤探针测量方法对垂直上升管中空气-水两相流动的界面面积浓度(IAC)分布规律进行研究。实验选用的管径为50mm,气相、液相折算速度分别为0.01～1m/s和0～1m/s。通过高速摄影获取的影像数据对光纤探针法的测量精度进行评价和标定,获... 详细信息

采用光纤探针测量方法对垂直上升管中空气-水两相流动的界面面积浓度(IAC)分布规律进行研究。实验选用的管径为50mm,气相、液相折算速度分别为0.01～1m/s和0～1m/s。通过高速摄影获取的影像数据对光纤探针法的测量精度进行评价和标定,获得IAC径向分布。利用IAC数据对几类IAC计算模型进行评价,基于截面含气率变密度模型给出平均IAC与中心截面含气率的关系式。通过与其他实验数据进行比较,表明新关系式具有较高的计算精度。

关键词：界面面积浓度光纤探针两相流

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光纤探针传输效率的研究

光学技术 2007年第6期33卷 896-898页

作者：杨修文祝生祥唐一文郧阳师范高等专科学校物理系湖北丹江口442700 同济大学Pohl固体物理研究所上海200092 华中师范大学纳米科技研究院武汉430079

用实验方法测量了光纤探针的传输效率随光纤圆锥角的变化关系，给出了传输效率曲线。通过测定探针传输效率的实验可以看到，只要光纤探针的锥角在30°～55°范围内，就具有高透过率、高分辨率纳米微探针。测量了传输效率与光波波长的关系。

关键词：光纤探针传输效率化学腐蚀

锥柱型光纤探针在表面增强拉曼散射方面的应用

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物理学报 2017年第4期66卷 143-149页

作者：郭旭东唐军刘文耀郭浩房国成赵苗苗王磊夏美晶刘俊中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室电子测试技术重点实验室太原030051

基于生化分子检测技术高灵敏度、小型化的需求,近些年国内外相继提出一种用光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针进行拉曼信号检测的方法,此检测方法不仅能实现远端检测和原位检测功能,而且具有很高的灵敏度.本文通过简单的管式腐蚀法制成一... 详细信息

基于生化分子检测技术高灵敏度、小型化的需求,近些年国内外相继提出一种用光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针进行拉曼信号检测的方法,此检测方法不仅能实现远端检测和原位检测功能,而且具有很高的灵敏度.本文通过简单的管式腐蚀法制成一种锥柱组合型光纤探针,并通过静电引力将银纳米颗粒结合到硅烷化的二氧化硅光纤探针表面.用罗丹明6G(R6G)溶液的检测极限来表征该光纤探针的活性和灵敏度,通过优化银纳米颗粒的自组装时间为30 min,光纤探针直径为62μm,制备出高灵敏度的光纤SERS探针,远端检测R6G的检测极限可达到10^(-14)mol/L.因此,该光纤SERS探针在分子检测方面有巨大的应用前景.

关键词：光纤探针表面增强拉曼散射灵敏度

大孔柚子型微结构光纤探针的表面增强拉曼散射性能研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 527-533页

作者：李佳轩付子珍曹茜清胡志国付兴虎付广伟金娃毕卫红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

随着光纤制备工艺以及纳米材料制备技术的发展,光纤探针已成为一种新型的表面增强拉曼散射(SERS)基底,通过在普通单模光纤或多模光纤上制备不同的结构并修饰相应的纳米材料,可以得到多种类型的光纤表面增强拉曼散射探针,并实现较好的检... 详细信息

随着光纤制备工艺以及纳米材料制备技术的发展,光纤探针已成为一种新型的表面增强拉曼散射(SERS)基底,通过在普通单模光纤或多模光纤上制备不同的结构并修饰相应的纳米材料,可以得到多种类型的光纤表面增强拉曼散射探针,并实现较好的检测效果。但受限于光纤本身的结构,普通光纤仅能利用端面或侧表面提供拉曼检测的“热点”区域,限制了其SERS性能的进一步提高。因此制备了大孔柚子型微结构光纤(MSF)表面增强拉曼散射(SERS)探针,其中大孔柚子型MSF SERS探针结构通过一段阶跃多模光纤与柚子型微结构光纤熔接制得。实验分别对自制的纳米银溶胶基底以及大孔柚子型MSF SERS探针的SERS性能进行检测。采用溶胶自组装法制备负载银纳米颗粒的MSF SERS探针,通过控制自组装时间制备不同光纤SERS探针(Ag/MSF-x,其中x为自组装时间,分别为15、30、45、60 min)。采用溶液检测方法,利用Ag/MSF-x探针对10^(-3) mol·L^(-1)的亚甲基蓝(MB)探针分子进行检测,通过比较相同条件下的增强效果筛选得到Ag/MSF-45探针。为进一步检测Ag/MSF-45探针的SERS性能,制备不同浓度的MB溶液,分别利用纳米银溶胶基底和Ag/MSF-45探针对其进行检测。实验结果表明,纳米银溶胶基底对MB的检测限(LOD)为10^(-6) mol·L^(-1),Ag/MSF-45探针对MB的检测限(LOD)为10^(-7) mol·L^(-1);拉曼信号的再现性结果表明纳米银溶胶基底以及Ag/MSF-45探针在各个特征峰处的RSD值均在合理范围内;在1619 cm^(-1)拉曼位移处对纳米银溶胶基底以及Ag/MSF-45探针检测MB的拉曼强度和浓度进行对数转换拟合,纳米银溶胶基底的拟合优度R2达0.91628,Ag/MSF-45探针的拟合优度R2达0.98848;纳米银溶胶基底和Ag/MSF-45探针的再现性结果表明,其在各个特征峰处的RSD值均处于合理范围,但Ag/MSF-45探针的各特征峰RSD值均小于纳米银溶胶基底,最大为13.89%;利用10^(-6) mol·L^(-1)的MB对Ag/MSF-45探针的增强因子(AEF)进行计算,Ag/MSF-45探针的AEF达到6.09×10^(6),表现出良好的增强效果。因此,基于大孔柚子型MSF SERS探针凭借独特的空气孔结构使其具有较高的灵敏度以及良好的再现性,且其SERS性能均优于纳米银溶胶基底,在农业、化学分析、生物检测等领域及大分子物质检测等方面应用前景广泛。

关键词：表面增强拉曼散射柚子型微结构光纤光纤探针纳米银溶胶亚甲基蓝

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光纤探针型近场光镊光阱力特性研究

光子学报 2011年第3期40卷 363-369页

作者：刘炳辉杨立军王扬袁巨龙浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310032 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

基于动量守恒原理,结合麦克斯韦应力张量和三维时域有限差分方法,建立了近场空间内激光光镊对纳米微粒的光阱力计算模型.分析了光纤探针型近场光镊的近场分布以及操作纳米微粒时各轴向光阱力的分布情况,并探讨了光纤探针尖端的捕获尺寸... 详细信息

基于动量守恒原理,结合麦克斯韦应力张量和三维时域有限差分方法,建立了近场空间内激光光镊对纳米微粒的光阱力计算模型.分析了光纤探针型近场光镊的近场分布以及操作纳米微粒时各轴向光阱力的分布情况,并探讨了光纤探针尖端的捕获尺寸、捕获位置和操作稳定性.结果表明:微粒应处于光纤探针针尖的近场空间内才可实现稳定可靠的纳米操作,不同尺寸的微粒具有不同的捕获效果,且随初始位置的不同微粒的捕获位置亦不同.计算结果为激光近场光镊纳米操作装置的设计和制造提供了理论基础.

关键词：近场光镊光纤探针光阱力三维时域有限差分法纳米操作

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光纤探针应用于爆速测试实验研究

应用光学 2015年第2期36卷 327-331页

作者：赵生伟王长利李迅刘晓新丁洋吴玉蛟西北核技术研究所陕西西安710024

为研究光纤探针应用于炸药爆速测试的可行性及其在冲击作用下的响应特性,开展了梯黑铝(THL)炸药和混合B炸药爆轰实验、冲击作用下光纤响应实验。分别采用直径Φ0.063 5mm、前端带聚光准直凸透镜的玻璃光纤探针和直径Φ1mm、前端不带聚... 详细信息

为研究光纤探针应用于炸药爆速测试的可行性及其在冲击作用下的响应特性,开展了梯黑铝(THL)炸药和混合B炸药爆轰实验、冲击作用下光纤响应实验。分别采用直径Φ0.063 5mm、前端带聚光准直凸透镜的玻璃光纤探针和直径Φ1mm、前端不带聚光准直凸透镜的塑料光纤探针,测定爆轰过程化学反应阵面传播速度。结果表明:两者都能够准确测定约7 000m/s的炸药爆轰速度,测量不确定度≤2%。另外,采用直径Φ1mm、前端不带聚光准直凸透镜的塑料光纤探针,记录强冲击波作用下光纤响应信号,验证了强冲击产生的高压高温作用下的"黑体辐射"现象。因此,光纤探针能够准确测定炸药爆轰速度,且在冲击作用下出现"色温"现象,即黑体"辐射现象"。

关键词：光纤探针爆速炸药

气液鼓泡床反应器中气泡行为光纤探针测量方法

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北京航空航天大学学报 2017年第2期43卷 253-259页

作者：何广湘郭晓燕杨索和靳海波北京石油化工学院化学工程学院北京102617

本文分别采用电导探针和光纤探针测量气液鼓泡床反应器中的气含率、气泡速率和气泡弦长等气泡行为,结果表明光纤探针对气泡具有响应迅速、阶跃显著的特点。将光纤探针信号进行方波化处理,探针在气相中的采样点数与总采样点数之比即为局... 详细信息

本文分别采用电导探针和光纤探针测量气液鼓泡床反应器中的气含率、气泡速率和气泡弦长等气泡行为,结果表明光纤探针对气泡具有响应迅速、阶跃显著的特点。将光纤探针信号进行方波化处理,探针在气相中的采样点数与总采样点数之比即为局部气含率,再沿径向积分可得平均气含率,以压差法测得的平均气含率为基准,光纤探针比电导探针准确性更高。将改造后的光纤探针应用于高温、高压、液相为有机体系的气液鼓泡床反应器,测得该反应器的气含率呈中心及边壁低、0.4倍半径处最大的抛物形分布。因此,开发的光纤探针可用于高温、高压、液相有机体系中气泡行为的测量。

关键词：光纤探针信号识别气含率气泡速率气泡弦长