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    2017年 第35卷 第4期    刊出日期:2017-07-30
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    英文目录
    2017, 35(4):  0-0. 
    摘要 ( 389 )   PDF (43KB) ( 230 )  
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    中文目录
    2017, 35(4):  0-0. 
    摘要 ( 232 )   PDF (255KB) ( 406 )  
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    光纤传感技术
    基于微结构光纤的纤内实验室技术及其应用
    刘艳格, 王志
    2017, 35(4):  405-433.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.04.001
    摘要 ( 863 )   PDF (28837KB) ( 534 )  
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    微结构光纤的横截面具有按照一定规律分布的微结构(通常是微米尺寸的空气孔),且沿光纤轴向保持结构不变,这些微结构将光约束在光纤的纤芯中传导.微结构光纤不仅本身是一种优秀的波导介质,而且分布在其包层、纤芯的微米尺度空气孔也成为材料集成的天然通道.因此,微结构光纤是构造纤内实验室的理想载体.首先简单介绍微结构光纤的分类和传导机制,然后结合作者课题组近几年的研究工作,综述基于微结构光纤的纤内实验室技术的工作原理、实现方法和主要应用.

    微结构光纤表面等离子激元共振传感器的研究
    彭伟, 刘云, 张扬, 荆振国, 陈诗蒙
    2017, 35(4):  434-459.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.04.002
    摘要 ( 1026 )   PDF (19018KB) ( 340 )  
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    基于光纤结构的表面等离子激元共振(surface plasmon resonance,SPR)传感技术是近年来光纤传感领域的研究热点.论述了SPR传感器的工作原理、调制方式和光纤SPR传感器的理论,介绍了本课题组在该领域的研究进展,包括利用光纤和毛细管SPR传感器、图像式光纤SPR传感器、多通道光纤阵列SPR传感器、自补偿SPR传感器、智能手机SPR传感器及啁啾倾斜光纤光栅SPR传感器等,总结了基于光纤微结构的SPR传感器的研究现状,分析了需要解决的问题,并对未来的发展趋势.

    悬挂芯光子微单元-灵活高效的光纤内嵌实验室
    汪超, 靳伟, 何海律, 杨帆, 齐云
    2017, 35(4):  460-468.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.04.003
    摘要 ( 1107 )   PDF (5896KB) ( 450 )  
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    介绍一类在商用光子晶体光纤基础上制备的悬挂芯光子微单元.该微单元能通过较简单的选择性膨胀技术实现具有大倏逝场、高双折射、多芯等功能的多种悬挂芯结构,并能与单模光纤连接形成低损耗光纤在线单元.微单元内部基于倏逝场的光与物质相互作用区域与外部环境隔离,整体易于操作,是适用于光纤实验室研究的灵活平台.分析了几种典型悬挂芯光子微单元的消逝场、损耗、双折射等特性;利用微单元的一些特性开展应用研究,包括基于折射率探测原理的微单元气体压力和液体温度传感器、基于微单元纤芯微悬臂梁的加速度传感器、微单元光栅器件等.这些研究为推进光纤实验室技术的发展和应用提供了新思路.

    基于微光纤技术的小型多功能集成化光纤器件
    徐飞
    2017, 35(4):  469-502.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.04.004
    摘要 ( 708 )   PDF (10594KB) ( 512 )  
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    直径为几百纳米到几微米的微光纤具有倏逝场大、非线性度高、光场束缚能力强、便于弯曲成环、易于接入现有光纤系统等特点,为光纤器件小型化和功能集成化提供了高自由度的平台.通过集成各种外部材料、制备多种多样的人工微纳结构、发掘内禀非线性特性等方法,可以看出微光纤的功能和应用具有无限的可能性.特别是在一根微光纤上实现多个功能的集成,使得基于微光纤的纤上实验室成为可能.该文从微光纤的基本特性、关键器件实现、外部集成、应用等方面介绍了该领域的相关进展.

    纤维集成式光流控传感器
    杨兴华, 苑婷婷, 赵其锴, 周美华
    2017, 35(4):  503-522.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.04.005
    摘要 ( 912 )   PDF (13455KB) ( 943 )  
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    纤维集成光学可方便地实现器件的光耦合,显著提高光流控器件的集成度,在光流控器件领域有重要的潜在应用价值.微结构光纤具有μm量级的孔道结构,容纳气体/液体的体积可低至μL(nL)量级,是痕量检测的理想载体.这种一维孔道结构为样品与光波导提供了长程作用场所,突破了传统光纤光学的局限,在分析检测研究领域显示了无可替代的优势.以空心双芯光纤及悬挂芯光纤为例,介绍几种纤维集成式光纤内光流控器件,通过折射率、气压、化学发光、荧光检测以及在线电泳分离检测的几个简单模型,说明了基于特种光纤的"纤内"微流检测结构及功能的实现。

    毛细管光纤传感器研究进展
    张小贝, 肖海, 王廷云
    2017, 35(4):  523-536.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.04.006
    摘要 ( 1361 )   PDF (10854KB) ( 834 )  
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    石英毛细管由于在材料方面与光纤具有天然一致性,被广泛应用于各种结构和功能的光纤传感器中.首先给出光纤和毛细管的模式特性和熔接工艺,在此基础上介绍干涉型毛细管光纤传感器的研究进展,包括法布里-珀罗型、多模干涉型、反谐振型3种形式.接着介绍微腔结合的毛细管光纤传感器研究进展,包括多模光纤-微球腔和锥形内壁毛细管微腔.毛细管具有中空结构且其圆柱结构能够支持回音壁模式.最后介绍毛细管光纤传感器的最新研究进展.