王姗姗
- 作品数：6 被引量：12H指数：2
- 供职机构：中国海洋大学信息科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山东省自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：电子电信理学机械工程更多>>
- 微纳光纤环形腔海水温度的谐振光谱分析被引量：2
- 2016年
- 微纳光纤环形腔作为传感器件,具有灵敏度高、响应快的优点,因而越来越广泛地应用在传感领域。环形腔的谐振光谱直接反映外界环境的变化,因此谐振光谱分析对探测环境参数至关重要。从理论和实验研究了微纳光纤环形腔谐振光谱与海水温度的关系。首先,数值计算了基模(HE_(11))两个垂直偏振态的传播常数随光纤直径和探测波长的变化关系,计算结果表明传播常数随光纤直径增大而增大,随波长增大而减小,同时计算了传播常数随海水温度的变化,海水温度越高,传播常数越大,表明海水温度的变化会影响到模式的传播常数,因而可以通过测量谐振光谱的变化得知海水温度的变化。其次,搭建了海水温度传感实验系统,获得了微纳光纤环形腔海水温度的谐振光谱,实验发现同时存在两套谐振峰,分别对应基模的TE模和TM模,两个偏振模式的传感灵敏度分别为5.54和5.24 pm·℃^(-1)。最后,探讨了基模两个偏振态谐振光谱的产生原因,由于结型耦合区的扭曲耦合使得两个偏振态分离,并对两个偏振模式的谐振强度进行了分析。两个模式的谐振强度不同,而且随着波长的增加,一个模的谐振强度不断增强,另一个模的谐振强度逐渐减弱。这是由于不同耦合态的耦合系数和衰减决定的,而且他们随着波长而改变。实验结果与理论计算相吻合。
- 杨红绢廖毅鹏王姗姗王鑫王晶
- 关键词：海水温度
- 嵌入式微纳光纤环形腔的海水盐度传感研究被引量：6
- 2014年
- 通过将Loop型谐振腔嵌入在具有正热光系数的MgF2中,设计了海水中温度弱敏感的盐度传感器来实现海水盐度测量。利用COMSOL软件建立海水盐度传感模型,结合Matlab对盐度传感器的特征参量进行数值研究。结果表明:传感器的温度特性依赖于微纳光纤的半径,温度弱敏感的光纤半径随探测波长的减小而减小;盐度灵敏度随镀膜厚度和光纤半径的增大而减小;探测极限随镀膜厚度的增加而增大,随波长的减小而减小。通过优化,传感器盐度灵敏度可达0.025 nm/(mg/mL),探测极限可达到0.15 mg/mL。
- 李国祥王姗姗杨红绢王晶
- 关键词：光纤光学海水盐度
- 基于微纳光纤环形腔的海水与汽油光谱分析
- 2014年
- 海洋溢油的油种鉴别是海洋环境监测的难点，如何区分不同油种是迫切需要解决的问题。研制了一种用于鉴别海洋溢油油种的新型微纳光纤环形腔（MRR）传感器，分别从理论和实验研究了海水和汽油的谐振光谱特性。根据Maxwell方程，数值计算了微纳光纤环形腔鉴别海水和汽油的灵敏度和自由谱域。研制了Knot型微纳光纤环形腔传感器，其微纳光纤直径为4.14 μm，谐振腔直径为480.31 μm，搭建了测量海水和汽油的实验系统，分别获得了海水与93号汽油的谐振光谱，谐振峰波长移动了2.79 nm，该结果与理论计算基本相同，灵敏度达到了34.86 nm/RIU，RIU为单位折射率。因此，该方法能够区分海水与汽油。
- 王鑫王晶王姗姗杨红绢廖毅鹏
- 关键词：光纤光学汽油
- 基于干涉型微光纤器件的海水温盐压传感方法研究进展被引量：1
- 2021年
- 微光纤是直径在微米量级的一种新型光纤,近年来得到了人们的广泛关注。首先,介绍了微光纤的传感原理、导波特性及传播常数的计算方法,并总结了可以估算干涉型微光纤传感器灵敏度的通用表达式。然后,介绍了微光纤的常用制备方法及典型干涉型微光纤传感器件,如微光纤环形谐振腔、微光纤方向耦合器、微光纤同轴马赫-曾德尔干涉仪(MZI)在海水温盐压传感探测中的应用,并重点介绍了微光纤同轴MZI的封装方法、环境适应性和响应时间。最后,对目前研究中存在的问题及未来发展趋势进行了总结及展望。
- 王姗姗肖羽萱王晶廖毅鹏张君诚
- 关键词：光纤光学传感器光纤传感器
- 同时测量海水盐度温度的微光纤耦合器研究被引量：1
- 2020年
- 为实现同时测量海水的盐度温度,研制了2×2四端口微光纤耦合器型传感器。耦合器锥形过渡区激发的偶超模与奇超模在S均匀腰区传输时将逐渐累积相位差,产生干涉光谱。研究表明:波谷位置分别随着海水盐度、温度的改变而移动,得到了2个波谷的盐度灵敏度为1418.00和1600.00 pm/‰,温度灵敏度为-745.00和-778.00 pm/℃,建立了灵敏度矩阵。通过追踪这2个波谷位置,结合灵敏度矩阵,可实现对任意待测样品盐度、温度的同时测量,与盐度计、热电偶温度计实测数据的对比表明,此传感器具有很好的准确度。该盐度、温度双参数测量传感装置具有小尺寸、易制作和高灵敏度等优势,本研究为海洋环境及海洋动力现象的研究提供了一种新型的光学探测方法。
- 王晶杨磊廖毅鹏王姗姗
- 关键词：盐度温度同时测量灵敏度
- 三种微纳光纤环形腔海水盐度传感器理论研究被引量：3
- 2015年
- 盐度在研究海水水体密度、水质监测、海洋渔业等方面发挥着重要的作用,为发展一种新型的光学传感器来进行海水盐度的测量。从理论上设计3种温度不敏感的微纳光纤环形腔海水盐度传感器并进行了数值计算。利用有限元软件COMSOL计算了微纳光纤中传输的基模有效折射率,结合MATLAB对盐度传感器的特征参量进行数值研究。首先,研究了传感器的温度特性,得到了温度不敏感条件对应下的光纤半径。其次,研究了温度不敏感下传感器的灵敏度和探测极限。结果表明,在选择MgF2为镀膜材料的情况下,通过优化传感器参数,盐度灵敏度可达到0.02nm,盐度探测极限可达到0.18。本文结果可以为微纳光纤环形腔应用于海水盐度测量提供理论依据。
- 王晶李国祥王姗姗苏昭棠杨红绢
- 关键词：环形腔
