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一种聚苯胺膜微纳光纤氢离子浓度探针: 2021年; 提出了一种聚苯胺膜微纳光纤液体氢离子浓度探针,并研究了该光纤探针的氢离子浓度传感特性。传感部分由单模光纤-小芯径光纤-单模光纤对芯熔接而成,聚苯胺材料作为敏感膜涂覆于小芯径光纤。首先,对光纤探针传感原理和聚苯胺主链结构变化机理进行理论分析;然后,通过氢离子浓度传感实验进行验证并分析不同膜厚对光纤探针传感特性的影响;最后,完成液体折射率变化实验干扰测试,并评价探针响应-恢复时间和稳定性能。实验结果表明:在氢离子的作用下聚苯胺主链结构发生改变,光纤探针干涉光谱随氢离子浓度增大向短波方向漂移,检测范围随着聚苯胺膜厚增大而增大,但灵敏度与线性度均有明显下降;氢离子浓度范围在10^(-6)~10^(-1)mol/L时,光纤探针灵敏度为-15.74 nm/mol/L,响应与恢复时间分别为25 s和35 s。实验验证了聚苯胺膜与氢离子反应后的光学性质变化,同时也为液体氢离子浓度检测提供了一种新的方法。该光纤氢离子浓度探针还具有固膜强度高、制作简单和成本低等优点。; 顾星晨李丽君马茜孙佳佳李敏邵常升吕钰梦; 关键词：光纤探针光学性质聚苯胺膜氢离子浓度

弯曲光纤内信号提取的仿真分析被引量：1: 2018年; 针对光纤通信与传感系统中光纤内信号的提取问题,将基于弯曲光纤信号的提取方法及过程进行了理论仿真分析。通过理论推导获得了弯曲光纤内信号提取的理论模型;依据该模型,对提取信号功率、光纤参数和信号光参数间的关系进行仿真分析。仿真结果表明:光信号提取(泄露)功率与通信光波长呈指数上升关系,与纤芯半径、光纤相对折射率差和弯曲半径等呈指数下降关系。; 徐琳李依丹刘仪琳刘倩李丽君; 关键词：弯曲光纤信号提取弯曲损耗

光纤纤芯及包层模有效折射率计算及仿真被引量：8: 2013年; 光纤结构设计、模间色散求解、光纤光栅模式耦合等问题的研究,都需要对光纤纤芯及包层模的有效折射率进行精确计算.本文以光纤三层结构模型为基础,结合该模型下的模式本征方程,使用截弦法求解了纤芯模有效折射率,并将计算结果与COMSOL软件模拟的对应纤芯模的传输光场进行对比,验证了计算结果正确.使用区间遍历算法对包层模有效折射率进行了求解,与已有的传统方法相比,该方法可以有效防止求解过程中根的遗漏、避免特征方程产生的奇点,并能保证模式的正规性.本文采用Mathematica软件对求解过程进行仿真,获得了纤芯模和包层模有效折射率与波长关系曲线.; 李丽君来永政曹茂永刘超袁雪梅张旭管金鹏史静李晶; 关键词：有效折射率

全光纤干涉式结构中传感模式仿真分析被引量：2: 2017年; 全光纤干涉式传感结构中包层模场与外界物理量作用,携带被感测信息,因此对包层模的研究是设计制作和提高该类传感器传感性能的关键.利用有限差分光束传播法获得传感光纤不同长度和不同芯径比时传感器对应的光谱,通过傅里叶变换获得其干涉频谱,计算出各主要参与干涉的包层模组的有效折射率,利用色散方程确定对应包层模.理论仿真结果显示,随着传感部分光纤长度增加,参与干涉的包层模式随之增加,并且向高阶模式变化,光谱变得稠密,是多阶包层模干涉的叠加,传感器输出干涉谱的自由光谱范围变小.随着输入光纤与传感光纤芯径比变化,会明显改变纤芯包层功率分布,同时,芯径比增大也会增加参与干涉的包层模种类和阶数.; 李丽君李丽君曹茂永宫顺顺曹茂永丁小哲郭晓丽刘仪琳徐琳刘倩; 关键词：有效折射率包层模频谱

一种微型光纤光栅矿压传感器被引量：13: 2013年; 为了满足煤矿生产安全对于埋入式矿压传感器的需要，针对目前光纤光栅式矿压传感器在结构及应用方面的局限性，提出并实现了一种适用于影岩层埋入、煤矿称重和液压支架等压力测量的光纤光栅矿压传感器。该传感器外形为圆柱形，内部采用菱形力传递结构，结合工形膜片将纵向分布的压力转换为膜片的横向应变而传递给光纤光栅的方法，传感器直径为30mm，高度为10mm。利用有限元分析方法，对传感器菱形力传递结构和工形膜片的应变情况进行了理论分析。对该传感器的特性进行了实验研究，该传感器具有很好的线性度和重复性，线性拟合度为0．9975，量程为0～7．15MPa，灵敏度为0．5983nm／MPa。该传感器可埋入煤、岩层用于压力测量，还可以用于替代其他各电子类压力传感器对煤矿压力进行精确测量，也可在其它领域推广应用。; 李丽君张旭唐斌史静袁雪梅来永政李晶隋涛张艳亮曹茂永; 关键词：光纤光栅有限元分析

双包层光纤微弯传感器及其暗场检测技术研究: 2010年; 提出一种基于双包层光纤和耦合器的双包层光纤微弯传感器结构及暗场检测方法。通过理论和仿真分析,建立了双包层光纤弯曲损耗的理论模型;通过对光纤结构参数与传感器灵敏度关系的仿真,获得了实验用光纤最佳结构参数;理论和仿真分析了变形器的最佳周期、齿间距和齿数问题;对双包层光纤微弯传感器及其暗场检测方法进行了实验研究,结果显示,传感器输出光场与光纤形变之间有着较好的线性关系。; 张宁波高超李丽君张艳艳于国亮魏帅曹慧尹兴彬曹茂永; 关键词：传感器光纤微弯传感器双包层光纤

单轴晶体包层光纤Bragg光栅反射谱特性模拟研究被引量：3: 2012年; 本文推导了包层为单轴各向异性晶体的光纤理想正规模特征方程,应用中值定理,结合Matlab的数值求解,提出了这一超越方程的一种求解算法,并在此基础上,对包层为单轴各向异性材料的光纤Bragg光栅的反射谱与包层折射率关系进行了模拟分析.模拟结果表明,K_(cl)对反射谱有很大的影响,不同的k_(cl)可以导致不同的光栅反射率和Bragg波长.; 李丽君马辉张艳亮隋涛来永政李晶曹茂永; 关键词：光纤BRAGG光栅反射谱中值定理

一种大量程光纤布拉格光栅位移传感器被引量：3: 2016年; 光纤光栅位移传感器具有精度高、本质安全、体积小和易复用等特点,但受到敏感材料的局限,大量程光纤光栅位移传感器很难获得。针对该问题,提出并实现了一种大量程的光纤光栅位移传感器,其采用行星轮系与粘贴光纤光栅悬臂梁相结合的结构,通过变换减速比来获得各种大量程;利用有限元分析法对传感器悬臂梁材料和结构进行了优化设计,研究了不同量程时该类传感器的输出特性。结果显示,该传感器输出信号的波长漂移量与位移量有着很好的线性关系,最大量程可达2 000mm。; 马茜李丽君姚佳张艳丁小哲高春亭郭晓丽曹茂永; 关键词：位移传感器光纤布拉格光栅有限元分析大量程

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中国博士后科学基金(200902574)