赵娜
- 作品数：7 被引量：69H指数：5
- 供职机构：西安石油大学电子工程学院光电油气测井与检测教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省教育厅省级重点实验室科研与建设计划项目国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：电子电信自动化与计算机技术更多>>
- 光纤布拉格光栅折射率传感研究进展被引量：2
- 2015年
- 在介绍短周期光纤光栅(FBG)和微纳光纤布拉格光栅(MNFBG)折射率传感原理的基础上,围绕如何提高FBG折射率传感灵敏度,详细论述了腐蚀法和抛磨法两种折射率传感技术方案的研究进展,对比分析了两种方案的优缺点。同时综述了微纳光纤和微纳光纤光栅应用于折射率传感的研究现状,指出了目前研究所面临的技术难题与解决方案,展望了FBG折射率传感技术的发展趋势,可为进一步开展基于光纤光栅器件的折射率传感研究提供参考。
- 刘颖刚车伏龙傅海威赵娜邵敏
- 关键词：光纤光栅折射率灵敏度
- 基于光纤气泡和纤芯失配的Mach-Zehnder干涉液体折射率传感器被引量：15
- 2013年
- 介绍了一种基于光纤气泡和纤芯失配的Mach-Zehnder干涉液体折射率传感器.将两根纤芯经过腐蚀的普通单模光纤熔接在一起,在熔接点处形成一个气泡,在距气泡20 mm处级联一段20 mm的细芯光纤,再接入一段单模光纤,形成单模光纤-气泡-单模光纤-细芯光纤-单模光纤结构的传感器.气泡与光纤芯径失配处的两个节点起到光纤耦合器的作用,从而形成光纤Mach-Zehnder干涉仪.环境液体折射率的变化,将使得传感器透射谱能量发生变化,通过测量干涉谱波峰峰值能量从而实现对折射率的测量.并对所制作传感器的折射率响应特性进行了实验研究,实验结果表明干涉谱波峰峰值能量与环境液体折射率之间存在良好的线性关系,当环境液体折射率变化范围在1.351—1.402时,响应灵敏度为143.537 dB/RIU,线性度0.996.该传感器在生物化学领域有较好的应用前景.
- 李辉栋傅海威邵敏赵娜乔学光刘颖刚李岩闫旭
- 关键词：折射率传感
- 纤芯失配的光纤Mach-Zehnder折射率传感器被引量：5
- 2014年
- 基于Mach-Zehnder干涉仪原理,利用光纤错位熔接技术设计并制作了一种单模光纤-多模光纤-单模光纤-错位熔接点-单模光纤结构的液体折射率传感器.传感器中的多模光纤和错位连接部分充当光耦合器;多模光纤在后面的单模光纤的纤芯和包层中激发出纤芯模和包层模,不同的模式有不同的模式折射率,经中间单模光纤传输到错位熔接点处时,不同模式光之间将产生光程差,经错位熔接点耦合成为导出光纤的纤芯模从而产生干涉.对该传感器输出的干涉光谱中干涉谷功率随外界溶液折射率变化的规律进行了理论分析和实验研究.结果表明：溶液折射率变化为1.358 9～1.392 2时,干涉谱中1 530 nm附近的干涉谷光功率与溶液折射率呈单调递增关系,可用于折射率的测量;折射率变化为1.372 0～1.392 2时,传感器响应曲线具有很好的线性度,线性拟合系数为0.998,对应的灵敏度为252.06 dB/RIU.该传感器制作简单、结构紧凑、成本低、灵敏度高,可用于生物医学领域液体折射率的实时测量.
- 傅海威闫旭邵敏李辉栋赵娜
- 关键词：光纤传感折射率传感器
- 基于纤芯失配型马赫曾德尔光纤折射率和温度同时测量传感器的研究被引量：21
- 2014年
- 设计和制作了一种基于单模-多模-细芯-单模光纤马赫-曾德尔（Mach—Zehnder）干涉仪结构，可同时测量折射率和温度的传感器。该传感器中，多模光纤和细芯-单模熔接点充当光耦合器。导入光纤中传输的光经多模光纤后在细芯光纤的纤芯和包层中激发出纤芯模和包层模，不同模式光在细芯光纤中传输时将产生光程差，再经细芯-单模熔接点耦合成为导出光纤的纤芯模而干涉。传感器透射光谱随着环境折射率和温度的变化发生漂移，通过监测不同级次的干涉谷可实现折射率和温度的同时测量。通过对传感器的透射光谱进行傅里叶变换分析可知该透射光谱主要由LP01模和LP15模干涉形成。该传感器透射光谱中1535nm附近干涉谷的折射率和温度响应灵敏度的理论值分别为-55．90nm／RIU和0．0501nm／℃（其中RIU为折射率单位）；1545nm附近干涉谷的折射率和温度响应灵敏度的理论值分别为-56．26nm／RIu和0．0505nm／℃。在折射率和温度的变化范围分别为1．3449-1．3972和20℃-90℃的环境中对传感器的响应特性进行实验研究，结果表明：透射光谱中1535nm附近干涉谷的折射率和温度响应灵敏度分别为-53．03nm／RIU和0．0465nm／℃；1545nm附近干涉谷的折射率和温度响应灵敏度分别为-54．24nm／RIU和0．0542nm／℃。理论分析与实验结果相一致。该传感器在生物医学领域有较好的应用前景。
- 傅海威闫旭李辉栋邵敏赵娜刘钦朋高宏贾振安乔学光
- 关键词：光纤光学
- 基于光纤粗锥型马赫-曾德尔干涉仪的高灵敏度温度传感器的研制被引量：19
- 2014年
- 光纤传感是现代光纤技术的重要应用之一。制作了一种基于两个单模光纤粗锥串接的全光纤型马赫-曾德尔高温高灵敏温度传感器。纤芯中传输的光通过第一个光纤锥耦合，一部分进入纤芯传输，另一部分进入包层形成包层模，纤芯模和包层模具有不同的有效折射率，经过干涉臂的传输产生了光程差。纤芯和包层传输的光再经过第二个光纤锥耦合，形成干涉进入输出光纤传输。对不同长度的传感器进行实验研究，得出传感臂长度与干涉周期之间的关系。研究了传感器温度响应特性，给出了温度响应灵敏度。实验结果表明，在30～400℃温度范围内，长度为35 mm的传感器可以得到较高的温度响应灵敏度，其响应灵敏度为0．115 nm·℃^-1。利用傅里叶变换对传感器透射谱进行了分析，可以确定在长度为35 mm的传感器中仅有基模LP01和高阶模LP08两种模式，透射谱就是由这两种模式干涉形成的。该传感器体积小、精度高、抗电磁干扰，具有易于制作、对比度大、质轻、灵敏度高、耐高温等优点。可用于高温气体温度测量及油气井测井等领域的高灵敏度温度传感测量。
- 赵娜傅海威邵敏李辉栋刘颖刚乔学光
- 关键词：光纤传感器马赫-曾德尔干涉仪
- 基于光纤锥级联结构的湿度传感器被引量：7
- 2015年
- 提出了一种基于普通单模光纤粗锥级联结构的马赫-曾德尔干涉湿度传感器.将两根单模光纤对芯熔融成一个粗锥,并依次级联,形成光纤锥-单模光纤-光纤锥-单模光纤-光纤锥结构.外界环境湿度、温度的改变使传感器的纤芯基模和包层模的光程差发生改变,引起传感器干涉光谱发生变化.通过监测干涉谱波长和能量的变化实现对外界物理量的测量.实验结果表明,当空气中湿度在35～95%RH范围内变化时,传感器的湿度灵敏度为-0.065dB/%RH,线性度为0.997;当温度在30～80℃范围内变化时传感器的温度灵敏度为69.4pm/℃,线性度为0.998.该传感器可以避免温湿度的交叉影响,实现单参量的同时在线区分测量.
- 张芸山乔学光邵敏傅海威李辉栋赵娜
- 关键词：马赫-曾德尔干涉仪湿度传感器温度灵敏度
- 基于光纤锥和多模渐变光纤的马赫-曾德尔干涉仪的传感特性研究被引量：6
- 2014年
- 提出了一种基于光纤锥和纤芯失配光纤结构的马赫-曾德尔干涉（MZI）传感器。在距离单模光纤（SMF）锥25mm处熔接一段长30mm的多模渐变光纤（GI MMF）,形成SMF-光纤锥-SMFGI MMF-SMF结构。其中,光纤锥起到增加包层模能量的作用,GI MMF为传感臂。传感器外界环境温度、折射率及应力的改变都会使传感器的纤芯基模和包层模的光程差发生改变,从而引起传感器干涉谱发生变化,通过监测干涉谱的变化可以实现对外界物理量的测量。实验研究结果表明,当环境溶液温度在30~89℃范围内变化时,传感器的温度灵敏度为78.6pm/℃,线性度为0.997;环境溶液折射率在1.333~1.394变化范围内,传感器的折射率灵敏度为81.48dB/RIU,线性度为0.989;轴向应变在0~933.3με变化范围内,传感器的应变灵敏度为0.33×10-2 dB/με,线性度为0.998。本文传感器可以实现多个物理量的同时区分测量。
- 张芸山乔学光邵敏李辉栋傅海威荣强周赵娜
