深圳大學成功製備高質量藍寶石光纖光柵高溫傳感器

2020-10-29 麥姆斯諮詢

作者:深圳商報 吳吉


高溫傳感器是航空航天領域的關鍵核心器件,在實現航空發動機狀態監測與故障診斷、高速飛行器結構健康監測等方面具有重要價值。近日,深圳大學王義平教授團隊在光纖高溫傳感器研究方面取得重要進展,成功製備出高質量的藍寶石光纖光柵高溫傳感器,解決了高速飛行器高溫結構健康監測難題。



單晶藍寶石光纖的熔點高達2050℃,是實現高溫傳感器的最佳選擇。但是,如何在這種藍寶石光纖中製備出高溫傳感器,是長期困擾科研人員的難題。王義平教授團隊提出,利用飛秒雷射在單晶藍寶石光纖內部周期性刻線的創新方法,成功製備出高質量的藍寶石光纖光柵高溫傳感器,從而實現了1612℃的超高溫分布式測量。



王義平教授團隊將上述成果應用於解決我國航空發動機燃燒室超高溫原位測量難題。據了解,該團隊已經將耐高溫並聯集成光纖光柵傳感器成功應用,解決了高速飛行器高溫結構健康監測難題。
王義平教授是深圳大學全職特聘教授,帶領光纖傳感技術創新團隊承擔了國家傑出青年科學基金、重大研究、聯合基金重點項目等國家自然科學基金項目,組建了廣東省光纖傳感技術粵港聯合研究中心、深圳市物聯網光子器件與傳感系統重點實驗室和深圳市光學材料飛秒雷射製備技術工程實驗室。研究中心擁有超淨實驗室500平米、價值6000餘萬元的儀器設備,現有成員86人。研究方向包括微納光子器件製備技術、極端環境光纖傳感技術、分布式光纖傳感系統。研究中心堅持高起點、高層次的建設理念,圍繞微納光子器件和光纖傳感系統開展人才培養、學科建設、基礎研究和產業應用,致力於建設成為本領域具有國際影響力的研究中心。

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  • 光纖光柵傳感器技術及其應用
    由於光纖光柵傳感器具有抗電磁幹擾、尺寸小(標準裸光纖為125um)、重量輕、耐溫性好(工作溫度上限可達400℃~600℃)、復用能力強、傳輸距離遠(傳感器到解調端可達幾公裡)、耐腐蝕、高靈敏度、無源器件、易形變等優點,早在1988年就成功地在航空、航天領域中作為有效的無損檢測技術,同時光纖光柵傳感器還可應用於化學醫藥、材料工業、水利電力、船舶、煤礦等各個領域,還在土木工程領域(如建築物、橋梁、水壩、
  • 光纖光柵傳感器相比一般傳感器具有哪些優點
    光纖傳感器是70年代起伴隨著光纖通信技術的飛速發展而發展起來的一種新型的傳感器,經過30多年的不斷研究發展已經取得了很大的進步,各種各樣種類繁多的光纖傳感器被開發出來並應用到實際生活當中。傳統的傳感器以電信號為載體,利用導線進行信號傳輸,因此會受到各種外界壞境的幹擾,例如會受到強磁、高溫、高壓等的影響,而光纖傳感器則以光為傳輸載體,有體積小、重量輕、靈敏度高,抗電磁幹擾、電絕緣性能好等特點,利用光信號傳輸的特殊性,可以適用在高溫、高壓、強腐蝕性、高爆炸危險性的檢測環境中,可以對溫度、壓力、位移等各種待測量進行高精度測量。
  • 藍寶石光纖溫度傳感器系統原理分析
    1 前言 基於Plank黑體輻射定律,我們以鍍有高溫陶瓷的藍寶石光纖為黑體高溫傳感器構建了高溫測試系統,並測試了運動乙炔焰的溫度。該結果對解決目前諸多工程實際應用中瞬態高溫測試難題具有明顯地意義。
  • 光纖光柵傳感器的原理及應用
    由於光纖光柵具有高靈敏度、低損耗、易製作、性能穩定可靠、易與系統及其它光纖器件連接等優點,因而在光通信、光纖傳感等領域得到了廣泛應用。為此。本文從光纖布拉格光柵、長周期光纖光柵等光纖光柵的原理出發,綜述了光纖布拉格光柵對溫度、應變同時測量技術的應用。
  • 光纖光柵傳感器的基本原理及實際應用
    光纖光柵從結構上可分為周期性結構和非周期性結構,從功能上還可分為濾波型光柵和色散補償型光柵,色散補償型光柵是非周期光柵,又稱為啁啾光柵(chirp光柵)。目前光纖光柵的應用主要集中在光纖通信領域和光纖傳感器領域。 在光纖傳感器領域,光纖光柵傳感器的應用前景十分廣闊。
  • 低頻光纖光柵加速度傳感器
    光纖光柵加速度傳感器是利用光纖光柵的應變傳感機理來實現加速度的測量,並用光的波長變化測量加速度值,用光纖來傳輸傳感信號,集測量、傳輸於一體,因而具有強抗電磁幹擾能力.本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/159704.htm1 光纖光柵的應變傳感機理根據光纖光柵的彈光效應和彈性效應,當光纖光柵在縱向受到應變時會引起布拉格波長的變化,其滿足以下關係:
  • 光纖光柵傳感器應用技術研究
    提出光纖光柵傳感器在實際應用中所面臨的主要技術難題,分析現有的解決方案,討論光纖光柵傳感器在進一步實用化中需要解決的難題及其未來的發展趨勢。因此,光纖光柵傳感器具有推動光纖光柵傳感器進入前沿發展的潛力。 我國對光纖光柵傳感器的研究相對晚一些, 目前我國的光纖傳感器的產業化和大規模推廣應用方面還遠不能滿足國名經濟發展的需求。
  • 光纖光柵應力傳感器工作原理
    光纖光柵中折射率分布的周期性結構,導致某一特定波長光的反射,從而形成光纖光柵的反射譜。光纖光柵應力傳感器通常是將光纖光柵附著在某一彈性體上,同時進行保護封裝。反射光的波長對溫度、應力和應變非常敏感,當彈性體受到壓力時時, 光纖光柵與彈性體一起發生應變,導致光纖光柵反射光的峰值波長漂移,通過對波長漂移量的度量來實現對溫度、應力和應變的感測。
  • 解析光纖光柵傳感器的原理及其應用
    1 光纖傳感器的工作原理         1.1 光纖光柵傳感器的結構         光纖布拉格光柵FBG於1978年發明問世。它利用矽光纖的紫外光敏性寫入光纖芯內,從而在光纖上形成周期性的光柵,故稱為光纖光柵。圖l所示是其光纖光柵傳感器的典型結構。
  • 光纖光柵傳感器原理內容詳解
    在我國對於光纖光柵傳感器的研究比起其他國家是稍晚了,我國的光纖傳感器還沒有做到真正的產業化,規模化,產出量還不足以滿足國民經濟發展的需求。   光纖光柵的種類很多,主要分兩大類:一是Bragg光柵(也稱為反射或短周期光柵);二是透射光柵(也稱為長周期光柵)。
  • 光纖光柵傳感器在「神經系統」中的應用
    然而,一旦傳感器密封或系統部署,這一過程的好處,只有當測量系統是足夠強大,以忍受多年的惡劣環境。曾經嚴格意義上是科幻小說的領域,如今光纖傳感技術使得這成為可能。基於光纖布拉格光柵(FBG)的應變/振動和溫度光纖傳感器為傳統的電傳感器技術提供了重要的優勢。它們堅固耐用、無腐蝕,不受電氣環境的影響,並且允許在長距離上傳輸傳感器信號。
  • 光纖光柵傳感器在面板壩工程安全監測中的應用
    光纖布喇格光柵傳感原理 在所有引起光柵Bragg波長漂移的外界因素中,最直接的為應變參量,因為無論是對光柵進行拉伸還是壓縮,都勢必導致光柵周期L變化,並且光纖本身所具有彈光效應使得有效折射率neff也隨外界應力狀態的變化而變化,這為採用光纖Bragg光柵製成光纖應變傳感器提供了最基本的物理特性。
  • 少模光纖光柵
    四.少模光纖光柵的製備--紫外曝光法製備:到目前為止,出現了許多製備光纖光柵的理論及方法,紫外曝光法是眾多方法中出現較早並且發展比較成熟的,它由於成柵的靈活性而被廣泛應用,對光柵在各個行業內從無到有,再至如今的繁榮景象起到了極大的推動作用。紫外曝光法的成柵機理是:利用紫外雷射來對光敏光纖進行曝光處理,以此達到對光纖進行折射率周期性調製的目的。
  • 光纖光柵傳感器技術及其應用分析探討
    1、啁啾光纖光柵傳感器的工作原理上面介紹的光柵傳感器系統,光柵的幾何結構是均勻的,對單參數的定點測量很有效,但在需要同時測量應變和溫度或者測量應變或溫度沿光柵長度的分布時,就顯得力不從心。一種較好的方法就是採用啁啾光纖光柵傳感器。
  • 光纖布拉格光柵(FBG)介紹
    在纖芯內形成的空間相位周期性分布的光柵,其作用的實質就是在纖芯內形成一個窄帶的(透射或反射)濾波器或反射鏡。利用這一特性可製造出許多性能獨特的光纖器件。這些器件具有反射帶寬範圍大、附加損耗小、體積小,易與光纖耦合,可與其它光器件兼容成一體,不受環境塵埃影響等一系列優異性能。目前應用主要集中在光纖通信領域(光纖雷射器、光纖濾波器)和光纖傳感器領域(位移、速度、加速度、溫度的測量)。
  • 光纖傳感器測溫技術由小編告訴你【圖解】
    光纖傳感器與以電為基礎的傳感器有本質區別。光纖傳感器用光作為敏感信息的載體,用光纖作為傳遞敏感信息的媒質。以其獨有的特質而得以廣泛應用。主要功能有強電磁場下的溫度測量、高壓電器的溫度測量、易燃易爆物的生產過程與設備的溫度測量、高溫介質的溫度測量、橋梁安全檢測以及鋼液澆注檢測。