国家自然科学基金(51175393)
- 作品数：16 被引量：77H指数：6
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- 相关领域：电子电信自动化与计算机技术机械工程理学更多>>
- 一种新型微结构高灵敏度光纤温度传感器被引量：13
- 2014年
- 为实现高精度温度检测,提出一种基于飞秒激光微加工的新型光纤温度传感器的制备方法。利用波长为780nm的飞秒激光脉冲在刻写有光纤布拉格光栅(FBG)的单模光纤(SMF)包层上加工槽状微结构,通过磁控溅射的方法在其表面沉积温敏薄膜,从而制备一种光纤温度传感探头。理论分析了环状微结构镀膜实现温度增敏的工作机制,通过温度实验讨论了不同微结构镀膜对温度增敏效果的影响。实验结果表明,在FBG包层上单纯加工槽状微结构(无镀膜),对温度的灵敏度影响不大,基本上不改变光栅中心波长随温度变化的趋势;加工槽状微结构后再沉积敏感薄膜,可明显提升传感器的温度灵敏度,其中环状膜层较镀膜螺纹膜层微结构的增敏效果更加明显,其灵敏度可达21.37pm/℃。
- 李涛戴玉堂赵前程
- 关键词：温度传感器飞秒激光微结构
- 光纤光栅位移传感器的开发及应用被引量：6
- 2012年
- 针对全光纤结构健康监测系统中对位移监测的需求,设计了一种基于等强度悬臂梁结构的光纤光栅(FBG)位移传感器,它具有结构简单、测量精度高、温度自补偿等优点。通过对传感器进行标定试验,结果显示其线性相关系数可以达到0.999以上,传感器的测量精度为0.326%FS。该传感器在桥梁支座监测中的成功应用表明其可靠性高、对结构自身影响小,可直接测量支座位移,适合于长期工程结构监测。
- 甘维兵张翠戴玉堂刘芳
- 关键词：光纤光栅位移传感器桥梁支座
- 基于超短激光的光纤微加工人机界面设计
- 2012年
- 为了实现对光纤微加工过程的自动控制,在研究了157 nm超短波长激光和飞秒超短脉冲激光的工艺规划基础上,开发了超短激光微加工的数控自动编程系统,即人机交互界面。该编程系统可以自动生成数控指令代码,用于工作台以及激光的辅助控制。人机界面可以根据选择的加工形状,模拟仿真加工的全过程,并能预测加工结果,以提高加工效率。该系统能够满足不同光纤微加工的实际需求。
- 李治勇戴玉堂徐刚肖翔赵前程
- 关键词：激光人机界面自动编程
- 基于飞秒激光的光纤切割加工工艺研究被引量：3
- 2013年
- 为了得到理想的光纤切割断面,利用飞秒激光对石英光纤材料进行切割微加工实验。研究激光功率、脉冲频率、扫描速度等加工参数与光纤切割断面质量间的关系,以寻求最理想的加工参数。最后在可调倾角光纤夹具的辅助下,很好地弥补加工过程中产生的端面倾斜角,得到垂直度高达89.56°的光纤切割断面。
- 李涛周广福戴玉堂陈赛华曹靳
- 关键词：飞秒激光激光切割石英光纤
- 一种新颖的FBG周界入侵算法的研究被引量：5
- 2013年
- 针对动车(EMU)经过时引起的系统误报,提出了一种新颖的识别算法。采用将信号的时域峰值与频域内固定频段内能量积分的方法以提高系统抗干扰性能。利用时频分析方法中的短时傅立叶变换(STFT),采用Hanning窗窗长为128,窗滑动点数为64,将时域峰值所在时间段对应的STFT 1～5Hz频率范围内的能量进行积分,以此辨别入侵与非入侵事件。根据数据分析结果以及实际应用情况,所提算法可以在保证人为入侵漏报率FNR为零的情况下,有效地将EMU经过引起的误报率FAR降低80%,使得光纤布拉格光栅(FBG)周界安防系统的抗环境干扰性得到大幅提高。
- 张翠王立新林斌戴玉堂甘维兵
- 全同FBG振动传感器在周界安防系统中的应用被引量：1
- 2013年
- 为了解决在周界安防系统中基于FBG振动传感器波分复用方式下传感单元数量受光源带宽和解调限制的问题,同时也为了延长周界安防距离、降低系统成本、提高系统效率,提出了"全同光纤布喇格光栅(FBG)振动传感器"的概念,论述了全同FBG振动传感器在周界安防系统中应用的可行性,设计了实验方案,搭建了试验装置并给出了实验结果。实验证明,两个波长基本相同的全同FBG振动传感器接入后的波长灵敏度会有不同程度的损失,实验中6种组合12种连接方式波长灵敏度大于20pm的有10种,实践证明,经过筛选可以达到实际应用的要求,全同FBG振动传感器在周界系统的应用不但可以提高系统的容量,而且使FBG周界系统的成本大大降低,更具市场竞争力。
- 张翠王立新林斌戴玉堂甘维兵
- 关键词：振动传感器
- 基于飞秒激光微加工的光纤磁场传感器被引量：7
- 2013年
- 提出了一种基于光纤三维微结构加工的磁场传感技术方案。利用波长为780nm的飞秒激光脉冲在刻写有光纤布拉格光栅(FBG)的单模光纤包层上加工螺旋微结构,并采用磁控溅射方法在其上溅射磁致伸缩膜(TbDyFe),制备了一种新型光纤磁场传感器探头。微结构能改善光纤轴向伸缩性,增加薄膜沉积的表面积,从而提高探头的磁场敏感性。建立了螺旋微结构改善传感灵敏度的理论基础,介绍了光纤磁场传感探头的制备工艺方法与技巧,给出了不同参数传感探头的磁场测试结果。实验结果表明,螺距为50μm时,对应的传感探头对磁场最为敏感;相比于无微结构的标准光纤探头,有微结构的光纤探头理想情况下灵敏度可提高近5倍。
- 戴玉堂周广福李涛杨明红胡文彬
- 关键词：光纤光学磁场传感器飞秒激光光纤布拉格光栅磁致伸缩薄膜
- 基于双光纤光栅的膜片加速度传感器
- 2014年
- 基于光纤光栅传感原理,设计了一种双光纤光栅对称布置的膜片式加速度传感器。阐述了传感器的结构和工作原理,理论推导出固有频率和灵敏度的计算公式,并通过实验对传感器的灵敏度和幅频响应特性进行了测试。试验结果表明:此加速度传感器的横向干扰度小于10%,固有频率可达204Hz,灵敏度为53.56pm/g,与理论分析结果相符合。所设计的传感器可应用于大型结构健康监测等领域。
- 殷广林徐刚戴玉堂赵前程刘斌
- 关键词：加速度传感器
- 超短激光抛光微加工的数学建模与实验研究被引量：10
- 2013年
- 157nm是对硬脆材料进行激光表面微加工的理想波段。构建数学模型以探讨激光抛光材料时工艺参数对表面粗糙度Ra的影响,使用最小二乘法推导出粗糙度的计算式。利用157nm激光对GaN外延片进行了抛光微加工的基础实验。通过比较多组模拟与实验粗糙度值,发现理论粗糙度值与实际的测量值之间有一定误差,但相对误差都在15%以下,最小的相对误差为4%。以低于15Hz的脉冲频率和高于0.7mm/min的扫描速度进行激光扫描刻蚀时,可以获得较低的表面粗糙度。数学模型合理地解释了抛光后底面沟壑的形成,为今后改善加工质量提供了理论依据。
- 徐刚戴玉堂肖翔
- 关键词：激光技术表面粗糙度数学模型
- 基于飞秒激光的石英刻蚀参数探讨被引量：6
- 2012年
- 主要从实验角度研究了在波长780 nm飞秒激光作用下石英的烧蚀,给出了石英烧蚀孔径与能量的关系,计算出石英的烧蚀阈值为1.06 J/cm^2。并研究了光阑对孔径的影响,能量、扫描速度、扫描次数与微槽宽度和微槽深度的关系。
- 周广福胡华东牛晓东戴玉堂
- 关键词：飞秒激光激光微加工石英
