微纳光纤熔锥法珀微腔和长周期光栅集成器件及双向传感机理研究

基本信息
批准号:61377081
项目类别:面上项目
资助金额:82.00
负责人:张小贝
学科分类:
依托单位:上海大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:商娅娜,郭强,朱姗,张倩武,汪绍飞,顾凡,李扬,李珍珍
关键词:
微纳光纤光纤传感长周期光纤光栅光纤熔锥法珀微腔
结项摘要

Novel micro- and nano fiber sensors with excellent advantages of small size,high sensitivity,fast response speed and microscale detection have great applications in environmental monitoring of the temperature and refractive index.In view of the development of novel micro- and nano fiber devices,this project proposes a micro- and nano fiber taper-based Fabry-Perot microcavity and long period grating integrated fiber device. This bidirectional optical fiber sensor uses the light reflection and transmission.There are three aspects included in the proposition.Firstly, we will establish the theoretical model of the integrated device based on the coupled mode theory, transfer matrix method and finite difference in time domain method and so on.Theoretical study on the cascaded sensing characteristics will then be performed, with the further optimization of the device structure by the simulating annealing algorithm.To fabricate the integrated device,the flame heating method,CO2 laser and femtosecond laser processing technology are used. We will also explore the methods to optimize the process in order to improve the performance of the device. Finally, the sensing characteristics of simultaneous temperature and refractive index measurements will be carried out, with the sensitivity enhancement also studied. This integrated fiber optical devices and its bidirectional sensing properties have universal significance, which also has important theoretical expansion on micro- and nanofiber sensors and important application potentials in the simutaneous temperature and refractive index measurement environment.

具有小尺寸、高灵敏度、快响应速度和微量检测等优势的新型微纳光纤传感器在温度和折射率等环境监测中有着重要应用。针对目前不断发展的新型微纳光纤器件,本项目提出一种微纳光纤熔锥法珀微腔和长周期光栅集成器件,利用反射光和透射光实现双向光纤传感。主要工作包括三个方面:基于耦合模理论、传输矩阵法和时域有限差分法等建立集成器件理论模型,理论研究级联传感特性,进一步结合模拟退火算法进行器件结构优化;通过熔融拉锥、飞秒激光和二氧化碳激光加工工艺实验制备集成器件,探索优化制备工艺以改进器件性能;最后实验研究集成器件的温度和折射率同测的传感特性,理论结合实验研究其双向传感机理,并研究温度和折射率传感灵敏度提升的方案。本项目所研究的微纳光纤熔锥法珀微腔和长周期光栅集成器件及其双向传感特性具有普遍意义和推广价值,是对微纳光纤传感器的重要理论拓展,也将在温度和折射率同测环境中具有重要应用前景。

项目摘要

具有小尺寸、高灵敏度、快响应速度和微量检测等优势的新型微纳光纤传感器在温度和折射率等环境监测中有着重要应用。针对目前不断发展的新型微纳光纤器件,本项目提出一种微纳光纤熔锥法珀微腔和长周期光栅集成器件,利用反射光和透射光实现双向光纤传感,围绕光纤熔锥长周期光纤光栅、光纤熔锥法珀微腔、光纤法珀微腔与长周期光栅集成器、毛细管光纤传感器研究等开展研究工作。本项目所研究的微纳光纤熔锥法珀微腔和长周期光栅集成器件及其双向传感特性具有普遍意义和推广价值,是对微纳光纤传感器的重要理论拓展,也将在温度和折射率同测环境中具有重要应用前景。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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