检索结果-南通市图书馆

光学学报 2002年第9期22卷 1088-1091页

作者：童治魏淮王目光王智简水生北方交通大学光波技术研究所北京100044

将长周期光纤光栅简化为三层阶跃折射率波导结构 ,采用弱导标量近似和泄漏模式的概念结合耦合模理论较全面地、定量地分析了环境折射率变化对长周期光纤光栅谐振峰位置和深度等特性的影响 ,获得了一些有益的结论。

关键词：环境折射率长周期光纤光栅标量近似泄漏模式耦合模

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环境折射率对长周期光纤光栅谐振波长的影响

光电技术应用 2009年第3期24卷 40-43页

作者：黄富曾庆科秦子雄周恒超谢军华黄尚荣广西师范大学物理与电子工程学院广西桂林541004

长周期光纤光栅是近几年出现的新型光纤器件,表现为前向传播的纤芯导模与同向传播的各阶次包层模在特定波长时的模式耦合,因此它在温度、应变、折射率传感方面比普通的光纤光栅有更大的优越性.运用耦合模理论,首先讨论了长周期光纤光栅... 详细信息

长周期光纤光栅是近几年出现的新型光纤器件,表现为前向传播的纤芯导模与同向传播的各阶次包层模在特定波长时的模式耦合,因此它在温度、应变、折射率传感方面比普通的光纤光栅有更大的优越性.运用耦合模理论,首先讨论了长周期光纤光栅的谐振波长,并模拟了其透射谱.其次在理论上详细分析了长周期光纤光栅对环境折射率的敏感特性,讨论了环境折射率敏感度因子与包层模次数的关系,并比较了不同环境折射率下的灵敏度.最后模拟了在环境折射率小于光栅包层折射率的情况下,谐振波长随环境折射率变化的规律.

关键词：长周期光纤光栅环境折射率谐振波长

环境折射率的细微变化对TFBG透射光谱的影响

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光通信研究 2016年第6期6期(22)卷 50-52页

作者：高久鹏黄勇林陶子盛南京邮电大学光电工程学院南京210023

利用OptiGrating软件研究了TFBG(倾斜光纤光栅)在环境折射率变化极其微小的情况下不同模式的光谱特性。结果表明,微小环境折射率的变化对纤芯模与幻影模的影响甚微,却对包层模影响较大。由于变化极小,包层模谐振波长的漂移可以忽略,只... 详细信息

利用OptiGrating软件研究了TFBG(倾斜光纤光栅)在环境折射率变化极其微小的情况下不同模式的光谱特性。结果表明,微小环境折射率的变化对纤芯模与幻影模的影响甚微,却对包层模影响较大。由于变化极小,包层模谐振波长的漂移可以忽略,只需考虑谐振峰深度的变化。发现波长在1 542nm附近的高阶包层模对环境折射率高度敏感,并且在一定的范围内灵敏度极高,最高可达10-5量级,在高精度折射率传感领域前景广阔。

关键词：倾斜光纤光栅环境折射率高阶包层模高精度折射率传感

基于Fano共振的全介质型超表面甲烷传感器设计

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工矿自动化 2023年第9期49卷 106-114页

作者：刘海周彤陈聪高鹏戴耀威王晓林段森浩高宗阳中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116

与传统甲烷传感器相比,超表面甲烷传感器具有高度灵敏、性能稳定、小型化、集成化、多功能可定制等优点,更满足在煤矿等复杂环境下的应用需求。设计了基于Fano共振的全介质型超表面甲烷传感器。超表面结构由周期性的硅纳米结构和SiO2衬... 详细信息

与传统甲烷传感器相比,超表面甲烷传感器具有高度灵敏、性能稳定、小型化、集成化、多功能可定制等优点,更满足在煤矿等复杂环境下的应用需求。设计了基于Fano共振的全介质型超表面甲烷传感器。超表面结构由周期性的硅纳米结构和SiO2衬底组成,包含4个方形硅环纳米结构及中心的硅纳米方块。通过改变几何参数观察其对全介质超表面结构Fano共振的影响,结果表明,综合考虑结构的品质因数和调制深度,应选取方形硅环中心距离为1000 nm,方形硅环的内边长为100 nm,硅纳米块的边长为200 nm,此时品质因数为227.60,调制深度为99.98%,接近100%。通过在超表面结构内涂覆甲烷气敏薄膜实现传感检测功能,结合极窄线宽的Fano谐振特性和显著的局域场增强效应,实现对甲烷气体的高精度检测。仿真结果表明:全介质超表面传感器对甲烷体积分数的灵敏度为−0.953 nm/%,且甲烷体积分数变化与共振峰偏移量呈线性关系,监测性能较好;全介质超表面传感器的折射率灵敏度高达883.95 nm/RIU,且共振峰偏移量与环境折射率增量呈线性关系,可用于检测环境折射率的变化。

关键词：甲烷传感器 Fano共振超表面器件品质因数调制深度灵敏度环境折射率

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基于VO的超表面双气体传感器设计

工矿自动化 2023年

作者：刘海万寅辉陈聪高鹏戴耀威赵佳明王馨艳路祥宇赵思怡中国矿业大学信息与控制工程学院

针对传统矿用气体传感器易受温度和环境湿度等因素的影响而导致稳定性不高的问题，基于局域表面等离子共振原理和二氧化钒(VO2)的相变特性，设计了一种基于VO2的超表面双气体传感器设计方案。该传感器单元结构由上下三层结构组成，表面... 详细信息

针对传统矿用气体传感器易受温度和环境湿度等因素的影响而导致稳定性不高的问题，基于局域表面等离子共振原理和二氧化钒(VO2)的相变特性，设计了一种基于VO2的超表面双气体传感器设计方案。该传感器单元结构由上下三层结构组成，表面由多层金属-介电-金属(MDM)结构组成。根据VO2的相变特点，通过改变施加的偏置电压，以电阻加热的形式加热金属板，精细控制VO2的温度，通过改变VO2的电导率来模拟VO2的不同状态。当VO2呈高温金属态时，上三层形成MDM结构，VO2表现出金属性质，并在1721.3 nm激发局域表面等离子体共振(LSPR)，实现甲烷检测，传感器的吸收率达到94.3%，甲烷浓度的灵敏度可达4.21 nm/%。当VO2呈低温绝缘态时，下三层形成MDM结构，在2694.6 nm激发LSPR，实现氢气检测，传感器的吸收率达到95.9%，氢气浓度的灵敏度可达2.1 nm/%。当环境折射率发生变化时，VO2在2种状态下的吸收峰均发生了红移，且呈线性关系，可以用来检测环境折射率的变化。为验证该传感器的可行性，对6种不同浓度的甲烷、氢气和4种不同的环境折射率进行了仿真和分析，结果表明：基于VO2的超表面双气体传感器可有效检测出较低浓度的甲烷和氢气，且灵敏度较现有的气体传感器有较大的提升，达4.21 nm/%；峰移量与环境折射率变化量和甲烷体积分数变化量的计算值和理论值误差很小，说明该传感器具有很高的准确性；通过分析环境折射率和谐振波长的关系，得出该传感器对于环境折射率发生变化时同样具有较高的检测灵敏度。

关键词：矿用气体传感器超表面双气体传感器局域表面等离子体共振甲烷氢气气体灵敏度环境折射率 VO

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基于VO_(2)的超表面双气体传感器设计

工矿自动化 2023年第1期49卷 19-27,79页

作者：刘海万寅辉陈聪高鹏戴耀威赵佳明王馨艳路祥宇赵思怡中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116

针对传统矿用气体传感器易受温度和环境湿度等因素的影响而导致稳定性不高的问题,基于局域表面等离子共振原理和二氧化钒(VO_(2))的相变特性,设计了一种基于VO_(2)的超表面双气体传感器。该传感器结构由上下三层组成,表面由多层金属-介... 详细信息

针对传统矿用气体传感器易受温度和环境湿度等因素的影响而导致稳定性不高的问题,基于局域表面等离子共振原理和二氧化钒(VO_(2))的相变特性,设计了一种基于VO_(2)的超表面双气体传感器。该传感器结构由上下三层组成,表面由多层金属-介电-金属(MDM)结构组成。根据VO_(2)的相变特点,通过改变施加的偏置电压,以电阻加热的形式加热金属板,精细控制VO_(2)的温度,通过改变VO_(2)的电导率来模拟VO_(2)的不同状态。当VO_(2)呈高温金属态时,上三层形成MDM结构,VO_(2)表现出金属性质,并在1721.3 nm激发局域表面等离子体共振(LSPR),实现甲烷检测,传感器的吸收率为94.3%,甲烷灵敏度为4.21 nm/%。当VO_(2)呈低温绝缘态时,下三层形成MDM结构,在2694.6 nm激发LSPR,实现氢气检测,传感器的吸收率为95.9%,氢气灵敏度为2.10 nm/%。当环境折射率发生变化时,VO_(2)在2种状态下的吸收峰均发生了红移,且呈线性关系,可以用来检测环境折射率的变化。为验证该传感器的可行性,对6种不同体积分数的甲烷、氢气和4种不同的环境折射率进行了仿真和分析,结果表明:基于VO_(2)的超表面双气体传感器可有效检测出较低浓度的甲烷和氢气,且灵敏度较现有的气体传感器有较大提升;谐振峰偏移量与环境折射率变化量和甲烷体积分数变化量的计算值和理论值误差很小,说明该传感器具有很高的准确性;通过分析环境折射率和谐振波长的关系,得出该传感器对环境折射率的变化同样具有较高的检测灵敏度。

关键词：矿用气体传感器超表面双气体传感器局域表面等离子体共振甲烷氢气气体灵敏度环境折射率 VO_(2)

基于马赫-曾德干涉仪的色散转折效应及其传感性能模拟研究

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光学学报 2022年第5期42卷 121-129页

作者：黄田野雷蓉蓉程卓张祥莉王勇罗大鹏许桂珍张港顺吴易恒潘建行中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院湖北武汉430074

设计了工作在近红外波段的硅基马赫-曾德尔干涉仪(MZI)折射率传感器。理论和仿真模拟分析表明,通过改变MZI的结构参数可以对输出干涉谱的色散转折特性进行调控,经过优化后色散转折点(DTP)所对应的波长可以调至近红外波段(1550 nm),通过... 详细信息

设计了工作在近红外波段的硅基马赫-曾德尔干涉仪(MZI)折射率传感器。理论和仿真模拟分析表明,通过改变MZI的结构参数可以对输出干涉谱的色散转折特性进行调控,经过优化后色散转折点(DTP)所对应的波长可以调至近红外波段(1550 nm),通过改变MZI周围的环境折射率(SRI)可以使折射率灵敏度达到37500 nm/RIU。由于DTP两侧的干涉条纹对外界折射率响应有相反的特性,将干涉波谷的相对漂移量作为检测对象,能够将灵敏度提高2倍,即75000 nm/RIU。不同于常规基于光栅和波导耦合构架的DTP传感器,所设计的DTP结构中两个干涉模式互不相关且均可独立调控,并可根据需要灵活调控色散转折波长。

关键词：集成光学传感器波导耦合近红外马赫曾德干涉仪色散转折点环境折射率

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倾斜光纤光栅传感器研究进展

半导体光电 2010年第2期31卷 170-174,189页

作者：张笑柳阳申人升张玉书杜国同大连理工大学物理与光电工程学院辽宁大连116024

倾斜光纤光栅传感器(TFBG)作为一种较为特殊的光栅传感器受到了广泛的关注,它除了光纤光栅本身具有的优点外,还具有环境折射率敏感度高、可解决温度-应变交叉敏感问题等其他光纤光栅传感器无法比拟的优点。文章首先概述了TFBG的工作原理... 详细信息

倾斜光纤光栅传感器(TFBG)作为一种较为特殊的光栅传感器受到了广泛的关注,它除了光纤光栅本身具有的优点外,还具有环境折射率敏感度高、可解决温度-应变交叉敏感问题等其他光纤光栅传感器无法比拟的优点。文章首先概述了TFBG的工作原理,随后从倾角、应变、温度及环境折射率测量等方面阐述了当前TFBG主要研究方向以及研究现状,最后给出了TFBG的研究发展趋势。

关键词：倾斜光纤光栅传感器倾角应变温度环境折射率

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多模光纤表面等离子体共振传感器研究

光电子．激光 2018年第6期29卷 588-593页

作者：姚诗佳赵洪霞丁志群程培红王敬蕊鲍吉龙宁波工程学院电子与信息工程学院浙江宁波315016

以多模光纤作为光波导,利用多层膜传输矩阵理论详细分析了光纤直径和外界环境折射率等结构设计参数对传感器光谱特性的影响规律。仿真结果表明,光纤直径越小,共振谱深度越强;且共振谱波长随膜层材料厚度的增大,按指数规律增大,在30~40n... 详细信息

以多模光纤作为光波导,利用多层膜传输矩阵理论详细分析了光纤直径和外界环境折射率等结构设计参数对传感器光谱特性的影响规律。仿真结果表明,光纤直径越小,共振谱深度越强;且共振谱波长随膜层材料厚度的增大,按指数规律增大,在30~40nm左右效果最优;在1.33~1.40外界环境折射率范围内,随着折射率增大,共振谱波长右漂,深度加大。同时利用实验初步验证了理论分析的正确性。

关键词：表面等离子体共振多模光纤光纤直径环境折射率

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一种新型结构长周期光纤光栅光谱特性研究

传感技术学报 2014年第6期27卷 743-746页

作者：赵洪霞程培红鲍吉龙王金霞宁波工程学院电子与信息工程学院浙江宁波315016

基于长周期光纤光栅(LPFG)包层有效折射率与包层半径、折射率和环境折射率的良好相关性,提出一种LPFG的新颖结构。利用传输矩阵法和三包层光纤的色散方程对其建模,mathcad15计算软件进行数值仿真和模拟。得到新型结构LPFG谐振峰发生分裂... 详细信息

基于长周期光纤光栅(LPFG)包层有效折射率与包层半径、折射率和环境折射率的良好相关性,提出一种LPFG的新颖结构。利用传输矩阵法和三包层光纤的色散方程对其建模,mathcad15计算软件进行数值仿真和模拟。得到新型结构LPFG谐振峰发生分裂,即一个透射峰分裂为两个;两个分裂峰谐振波长间距随着腐蚀段包层半径的减小或填充材料厚度的增大而增加,模式越高增加越快;同时分裂峰间距在填充材料折射率小于1.4和大于1.48时基本不变,而在1.4和1.48之间分裂峰间距变化显著,在1.44附近达到极值。此种结构LPFG设计上的特殊性即可弥补半腐蚀LPFG容易断的不足,又可通过填充敏感材料且利用分裂峰间距定标而提高气体或液体浓度传感灵敏度。

关键词：光纤光栅包层半径填充厚度填充材料折射率环境折射率