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中红外空心Bragg光纤的制备及在气体传感中的应用

石立超 张巍 金杰 黄翊东 彭江得

中红外空心Bragg光纤的制备及在气体传感中的应用

石立超, 张巍, 金杰, 黄翊东, 彭江得
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  • 空心Bragg光纤可广泛用于气体传感, 但要求它的传输通带处于中红外波段, 以便与待测气体的基频吸收峰匹配. 本文提出了空心Bragg光纤传输通带的一种设计方法与波长控制工艺, 可以实现传输通带在2.512 m内任意波长的空心Bragg光纤的制备. 实验制备出一阶传输通带分别在10.6 m和 3.3 m的光纤样品, 利用截断法测量出其一阶传输通带损耗分别为5.9 dB/m和8.8 dB/m. 利用在传输通带在3.3 m的样品中注入和排出甲烷/氮气混合气体, 观察到了光纤样品透射谱随注入气体浓度的变化, 并用指数稀释法初步测量了该系统的浓度探测极限约为26 ppm, 验证了该光纤应用于气体传感的可行性.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2010CB327600)、国家自然科学基金(批准号: 60777032)和北京市自然科学基金(批准号: 4102028)资助的课题.
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    Visser J H, Soltis R E 2001 Instrument. Measurem. IEEE Trans.50 1543

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    Cubillas A M, Silva-Lopez M, Lazaro J M, Conde O M, PetrovichM N, Lopez-Higuera J M 2007 Opt. Express 15 17570

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    Hoo Y L, Liu S, Ho H L, Jin W 2010 Photon. Technol. Lett. IEEE22 296

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    Li X, Pawlat J, Liang J, Ueda T 2010 Sens. J. IEEE 10 1156

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    Lee K S, Lee Y K, Jang S H 2011 Photon. Technol. Lett. IEEE 23624

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    Cui J H, Ding H, Li X L, Dong S F, Yang L 2010 Acta Opt. Sin.30 2262 (in Chinese) [崔俊红, 丁晖,李仙丽, 董少飞, 杨乐 2010 光学学报 30 2262]

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    Temelkuran B, Hart S D, Benoit G, Joannopoulos J D, Fink Y2002 Nature 420 650

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    Zachary R, Dana S, Xiang P, Ofer S, Zheng W, Yoel F 2010 Opt.Express 18 15697

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    Kim S S, Menegazzo N, Young C, Chan J, Carter C, Mizaikoff B2009 Appl. Spectroscopy 63 331

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    Cui J H, Ding H, Li X L, Dong S F, Yang L 2010 Acta Opt. Sin.30 2262 (in Chinese) [崔俊红, 丁晖,李仙丽, 董少飞, 杨乐 2010 光学学报 30 2262]

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  • [1] 邢文鑫, 张巍, 石立超, 王雯, 赵红, 李志广, 黄翊东, 彭江得. 用于气体痕量检测的中红外空心布拉格光纤. 物理学报, 2010, 59(12): 8640-8645. doi: 10.7498/aps.59.8640
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    [14] 温晓文, 李国俊, 仇高新, 李永平, 丁 磊, 隋 展. 反射型磁光多层膜隔离器工作稳定性的研究. 物理学报, 2005, 54(4): 1847-1853. doi: 10.7498/aps.54.1847
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-03-23
  • 修回日期:  2011-05-18
  • 刊出日期:  2012-03-05

中红外空心Bragg光纤的制备及在气体传感中的应用

  • 1. 清华大学电子工程系, 北京市 100084
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2010CB327600)、国家自然科学基金(批准号: 60777032)和北京市自然科学基金(批准号: 4102028)资助的课题.

摘要: 空心Bragg光纤可广泛用于气体传感, 但要求它的传输通带处于中红外波段, 以便与待测气体的基频吸收峰匹配. 本文提出了空心Bragg光纤传输通带的一种设计方法与波长控制工艺, 可以实现传输通带在2.512 m内任意波长的空心Bragg光纤的制备. 实验制备出一阶传输通带分别在10.6 m和 3.3 m的光纤样品, 利用截断法测量出其一阶传输通带损耗分别为5.9 dB/m和8.8 dB/m. 利用在传输通带在3.3 m的样品中注入和排出甲烷/氮气混合气体, 观察到了光纤样品透射谱随注入气体浓度的变化, 并用指数稀释法初步测量了该系统的浓度探测极限约为26 ppm, 验证了该光纤应用于气体传感的可行性.

English Abstract

参考文献 (19)

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