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飞秒激光烧蚀长周期光纤光栅的高温特性研究
  • ISSN号:1001-5078
  • 期刊名称:《激光与红外》
  • 时间:0
  • 分类:TN249[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,湖南长沙410083
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(No.2011CB013000); 国家自然科学基金项目(No.51005250,91123035)资助
中文摘要:

为了探索包层去除型长周期光纤光栅的高温传感特性,利用中心波长为800 nm,脉冲宽度为120 fs的飞秒激光烧蚀直写而成并对其进行高温传感检测。首先,通过两块轴线互相垂直的柱透镜将入射激光聚焦成细长焦线,并借助垂直方向CCD成像系统精确定位光纤与焦点的相对位置;然后,通过激光器内嵌shutter与运动平台的耦合控制,实现光纤光栅的精确去除加工;最后,将写制的光纤光栅置于800℃的高温炉中放置2 h。利用高温管式电热炉对所加工光纤光栅在30~1100℃内进行温度传感测试,发现其在30~300℃内谐振波长的温度灵敏度为51 pm/℃,线性度为0.956;但在高温段300~1100℃内,其温度灵敏度达到了135pm/℃,线性度高达0.999。实验结果表明,这种通过包层表面定量去除的长周期光纤光栅更适用于高温及超高温环境的传感检测。

英文摘要:

In order to explore the high- temperature characteristics of long period fiber gratings( LPFG) whose cladding is partly removed,a laser operating at 800 nm with 120 fs duration pulse is used to ablate and fabricate a LPFG,and its high- temperature sensing characteristics are detected. Firstly,emission laser beam is focused to a slender focal line by two cylindrical lens whose axises are mutually perpendicular. The relative position between the fiber and the focus can accurately be decided with the aid of CCD observation placed in the vertical direction. Then LPFG can be accurately removed through the coupling control of the shutter embedded in the laser and the position platform.Lastly,the LPFG is placed in the furnace with a steady temperature of 800 ℃ for two hours. Its high- temperature sensitivity characteristics are tested in the high temperature tube furnace. The sensitivity of 51 pm /℃ and a linearity of 0. 956 within the temperature range of 30 ~ 300 ℃ is achieved,while the sensitivity reaches to 135 pm /℃ and the linearity is 0. 999 within the temperature range of 300 ~ 1100 ℃. The experimental results show that such LPFG whose cladding is partly removed is more suitable for sensor detection in high- temperature or super high- temperature surroundings.

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期刊信息
  • 《激光与红外》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国信息产业部
  • 主办单位:华北光电技术研究所
  • 主编:周寿桓
  • 地址:北京市朝阳区三仙桥路4号11所院内
  • 邮编:100015
  • 邮箱:jgyhw@ncrieo.com.cn
  • 电话:010-84321137 84321138
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-5078
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2436/TN
  • 邮发代号:2-312
  • 获奖情况:
  • 无线电子学、电信技术核心期刊,1991年首届全国优秀国防科技期刊二等奖,1991年全国光学期刊二等奖,2007-2008年,获工业和信息化部“电子科技期刊学...,2009-2010年获工业和信息化部“优秀期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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