导读:本文包含了蓝宝石光纤论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:蓝宝石光纤,光纤传感器,布拉格光栅,法布里-珀罗干涉仪
蓝宝石光纤论文文献综述
庞拂飞,王之凤,刘奂奂,马章微,陈振宜[1]（2019）在《蓝宝石光纤及其高温传感器》一文中研究指出单晶蓝宝石光纤具有热稳定性好、机械性能强、化学性能稳定等优点,在高温、高压等恶劣环境中的应用受到广泛关注.介绍了单晶蓝宝石光纤的制备方法、基本特性及高温传输特性.重点讨论了目前基于单晶蓝宝石光纤制备的高温传感器件,包括法布里-珀罗干涉仪、布拉格光栅、以及迈克尔逊干涉仪,并分析了这些传感器的制备方法和工作原理.最后针对单晶蓝宝石光纤与传统单模光纤难兼容的问题,介绍了蓝宝石衍生光纤的制备及其传感器的最新进展,并展望了未来蓝宝石光纤的发展方向.(本文来源于《光子学报》期刊2019年11期）
海珊[2]（2019）在《蓝宝石单晶光纤包层制备的研究》一文中研究指出本论文具体阐述了两种工艺方法:低压化学气相沉积法(LPCVD)和原子层沉积法(ALD)以在蓝宝石单晶光纤表面沉积薄膜。目的是想制备与蓝宝石光纤具有良好兼容性和稳定性的光纤包层,从而既解决光在光纤内部传输时光损耗问题,又为光纤提供了有效的保护。蓝宝石单晶光纤具有优异的物理和化学性能,在高温光纤传感和近红外传感等领域都有非常好的应用前景。但它与石英光纤和聚合物光纤不同,由于自身制备工艺的限制,蓝宝石光纤是无包层的单晶光纤,即裸光纤。为了延长光纤的寿命,扩大光纤的工作范围,需对蓝宝石光纤表面进行包层生长。经过理论分析,选择六方氮化硼(hBN)和氧化铝作为包层研究对象。hBN和氧化铝薄膜具有优良的物理和化学性能,满足蓝宝石光纤对包层材料性质的要求。目前国内外对蓝宝石光纤包层的研究十分的热衷,但是对利用化学气相沉积制备hBN薄膜以及利用原子层沉积法制备氧化铝作为光纤包层的研究还未见报道。化学气相沉积法适合于制备致密均匀的hBN薄膜;原子层沉积法能够实现对氧化铝薄膜厚度和密度的精确控制,方便获得具有所需折射率的包层薄膜。本文便是围绕着蓝宝石光纤包层的材料选择、制备工艺和薄膜性质进行研究。论文分别详述了两种制备包层的工艺方法,一种是利用LPCVD在蓝宝石光纤表面生长hBN薄膜,hBN薄膜经SEM,Raman,椭偏分析的结果显示,基于LPCVD在蓝宝石光纤表面生长hBN的工艺是可行的。1000℃下蓝宝石光纤上生长的hBN薄膜比较致密均匀,且结晶性能良好。并且利用该工艺在光纤上生长的hBN薄膜的结晶性质与平面衬底上生长材料的结晶性能保持一致。另外本论文也基于原子层沉积技术在蓝宝石单晶光纤表面沉积生长氧化铝薄膜,对薄膜进行退火工艺处理,结果显示退火工艺的处理,使得薄膜内部区域的空洞和微裂纹等缺陷大部分减少,1200℃到1300℃退火温度下,薄膜结构显得更加致密和均匀,且结构中的孔洞不再存在;氧化铝的折射率随着退火温度的升高呈现先升高后趋于稳定的趋势,当退火温度在1200℃和1300℃之间时,折射率趋于稳定,数值大概在1.726;退火后的氧化铝薄膜内部存在Al-0结晶相,1200℃和1300℃退火处理后的氧化铝薄膜的晶相与γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3更相似。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01）
王楠楠,师钰璋,王高,周汉昌,熊季军[3]（2018）在《蓝宝石光纤高温测量技术进展》一文中研究指出温度是表征物体状态的参数之一,在科学研究和工程应用中具有重要的理论意义和价值。在氧化、高温、腐蚀、电磁干扰等恶劣环境下,温度的准确测量一直是难题。传感器材料是进行温度测量的基础。蓝宝石单晶光纤具有物理化学性能稳定、熔点高、机械性能强等优点,是进行高温测试的一种首选材料。本文介绍了利用蓝宝石单晶光纤进行温度测量的几种方法,即蓝宝石光纤辐射高温测试技术、蓝宝石光纤光栅高温测试技术、蓝宝石光纤珐珀高温测试技术、蓝宝石超声波导高温测试技术的原理、现状、优缺点及发展趋势,并进行了比较,为蓝宝石光纤温度测量应用奠定基础。(本文来源于《计测技术》期刊2018年06期）
屈亚朋[4]（2018）在《蓝宝石晶片与介质薄膜在光纤高温传感器中的应用》一文中研究指出航空航天等相关领域的研究水平一直都是国家高精尖科研实力的体现,也是综合国力的最强展示。上述领域的诸多产品不仅关乎国家安全网络的构建、也在不断促进并反哺国民经济相关领域的快速发展。世界各国也都十分重视航空航天科技的发展,也在不断增加航空航天领域的投入。然而航天航空发动机、核爆试验的测试都是在很高的温度下进行的,测量难度很大,技术攻关难。航空航天的相关实验成本很高,为了减少成本风险,实验中的各种物理都要求精确测量,尤其是对温度测量的要求,目前还没有成熟的技术。光纤传感器具有稳定、安全、可靠、适应性强等优点,很适合特殊环境的传感,而且光纤传感器可以实现远距离的传输。光纤传感器的以上优点也使其成为高温传感的一种重要手段。本文分析了高温传感器的研究现状,初步提出将法布里-珀罗(F-P)结构应用于高温传感,结合蓝宝石光纤硬度大耐高温的特点,旨在将F-P型温度测量结构设计应用在蓝宝石光纤上,部分工作已经可以在蓝宝石光纤上实现。同时,针对蓝宝石光纤不具有包层(空气为包层),光传输损耗大的特点,研究适合作为蓝宝石光纤包层的材料。主要的研究内容及成果如下:1.确定蓝宝石光纤端面的打磨工艺并根据蓝宝石贴片、陶瓷插芯、高温陶瓷胶的特点,探索蓝宝石光纤与贴片的对接方式,确定最佳的粘贴顺序和方法;2.实验研究确定105/125多模光纤贴片探头以及蓝宝石光纤贴片F-P探头的耐高温能力以及温度传感性能;3.利用氧化钛、二氧化硅和氧化铝高温介质材料设计膜系,通过蒸发镀膜在光纤端面形成F-P结构,测试其温度传感性能;4.探索镁铝尖晶石(MgAl_2O_4)的制备方式,对不同方式制备的镁铝尖晶石材料进行表征,测试不同方法制备的尖晶石材料的蒸镀效果和成膜效果;通过系列的实验研究表明:105/125多模光纤和蓝宝石光纤两种光纤加上蓝宝石晶片贴片制备的F-P高温探头,两者具有相似的温度灵敏度,约0.02 nm/℃,测量温度上限前者在800℃,后者可以测量到1400℃并且具有良好的重复性和稳定性;利用蒸发镀膜制备的十叁层膜F-P高温探头在高温下反射光谱稳定,其温度灵敏度约为0.6-0.8 nm/℃,可以实现800℃高温的测量,并且具有良好的重复性和稳定性;螯合法和固相反应法两种方式制备的镁铝尖晶石中,前者产物中含有中间产物,镁铝尖晶石纯度较低,后者具有产物中镁铝尖晶石含量高、原料无污染、方便生产等优点,蒸发镀膜成膜后的折射率在1.62-1.68之间。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2018-04-01）
庞拂飞,马章微,刘奂奂,陈娜,陈振宜[5]（2018）在《蓝宝石衍生光纤及传感器研究进展》一文中研究指出蓝宝石衍生光纤(sapphire-derived fiber,SDF)具有机械强度良好、耐高温等性能,在高温传感、分布式应力传感等方面有广阔应用前景.该文首先简要介绍了蓝宝石衍生光纤的基本特性,然后结合该课题组近几年在该方向的研究进展,对基于蓝宝石衍生光纤的布拉格光栅、法布里-珀罗腔、长周期光栅和马赫-曾德尔干涉仪进行重点讨论,分析了基于蓝宝石衍生光纤传感器的工作原理和实现方法.(本文来源于《应用科学学报》期刊2018年01期）
于化龙[6]（2017）在《一种基于蓝宝石光纤黑体法的温度测量系统》一文中研究指出在我国军事国防领域,经常需要对爆炸过程进行监测。可是爆炸火焰具有温度高、冲击大、持续时间短的特点,因此其温度测量工作非常困难。国内外一般都采用非接触测温方法进行测量,非接触测温法具有速度快、测温上限高、不需要直接与热源接触的优点,但是又存在测量精度低和测量目标点不明确等缺点。而接触式测量中的蓝宝石光纤黑体测温法具有精度高,响应快,耐高温的特点,可以满足爆炸火焰温度测量的需求。本课题来源于哈尔滨工业大学自动化与过程控制研究所与国内某研究院的合作项目。根据需求,本文详尽分析了各类温度测量方法的优缺点,通过调研对比后确定测量方法,并最终研制出了用于爆炸火焰温度测量的蓝宝石光纤黑体测温仪。本文分析了蓝宝石光纤黑体法的测温原理,并完成了测温仪总体方案。随后,对蓝宝石光纤表面的黑体腔进行了仿真与设计,确定了蓝宝石光纤黑体腔的材料,并根据ANSYS仿真结果与实际相结合确定了镀膜的参数。本课题对测温系统的探头、光电转换、热电偶、放大电路与数据采集五个硬件模块进行了选型与设计工作。之后,又在Lab VIEW软件平台上完成了测温仪软件模块的设计,该软件简单易用,能够实现测温仪数据的采集、显示与保存功能。本课题采用高温炉对设计完成后的系统进行温度的标定,并利用Matlab软件得出各个传感器的标准拟合方程;利用脉冲激光器模拟爆炸火焰瞬态温度变化,进行了动态响应实验;最后对测温系统的误差和不确定度进行了分析。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
梁伟龙[7]（2017）在《基于蓝宝石晶片的光纤高温传感器研究》一文中研究指出温度,作为七个国际单位制基本单位(SI)之一,是物体一个非常重要的物理参数。对温度的测量在生产和科研中占有极其重要的地位,一直以来都受到科研人员的高度重视。随着科技水平的不断提高,目前已经具备精确测量1000℃以下温度的能力,但是在1000℃以上温度的测量中依然存在很多问题,要不测量精度太低,要不就是使用寿命很短。而冶金、能源、化工、航空航天等领域对1000℃以上高温的长期、稳定、精确测量依然有很迫切的需求,急需一种新型的高温传感器。本文通过对光纤法珀高温传感器和蓝宝石光纤高温传感器的研究,设计制作了一种基于蓝宝石晶片的蓝宝石光纤法珀高温传感器。完成的主要研究内容及成果如下:(1)介绍了多种电类温度传感器、光纤温度传感器以及蓝宝石光纤高温传感器,通过对各类传感器性能的分析比较,选择结合蓝宝石光纤高温传感器和光纤Fabry-Perot(F-P)传感器的优点,设计制作一种新型传感器。(2)在光纤法珀传感器的结构和干涉原理的基础上研究了几种相关解调方法。详细阐述了各解调方法的解调原理,指出各解调方法的特点和适用的范围。为了提高解调精度,从几何光学和模式分布的角度对非本征型法珀干涉传感器的原理进行了详细的分析,得出精确的干涉公式,为后期的信号处理和传感器制作提供了一定的理论基础。(3)研究了基于蓝宝石晶片的光纤高温传感器的制备关键工艺技术方法,如蓝宝石光纤的研磨、蓝宝石光纤与普通多模光纤的熔接、蓝宝石光纤与蓝宝石晶片的相对固定等。既增加了干涉信号光强度,又提高了稳定性和使用寿命。(4)搭建高温实验平台,结合实验数据和结果对传感器的性能进行分析:该传感器的测量范围为20-1500℃,测量精度为±2.5℃,稳定性和重复性都很好。最后,对高温传感器下一步的研究提出了一些意见和改进思路。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2017-04-05）
吴凡[8]（2016）在《蓝宝石光纤法珀高温传感系统研究》一文中研究指出燃烧效率是航空发动机最为重要的技术指标之一,其直接决定了发动机的单位推力(功率)性能,对发动机内部温度的实时监测是保障发动机高效稳定运行的必要技术手段,因此温度传感技术特别是高温传感技术在航空等领域具有十分重要的作用。随着科技的发展,热电偶传感器等温度传感装置因在高温状态下抗氧化能力差,易受电磁干扰等原因已无法满足航空发动机的测温需求,而基于蓝宝石光纤的新一代航空发动机高温传感器及测试系统由于其高稳定度、微型化和耐高温等优势已成为目前国内外研究的重要方向。本文针对航空发动机测温需求对蓝宝石光纤法布里-珀罗(法珀)高温传感技术进行了理论分析及系统构建,提出了基于干涉光谱相位分析的解调算法,实现了高精度、大动态范围的温度测量,证明了其在恶劣环境下具有良好的适应性。本文的具体研究内容包括:1、针对蓝宝石晶体的光学及温度特性进行分析,研究了光纤法珀温度传感理论,并基于其建立了蓝宝石光纤法珀高温传感头的干涉信号耦合模型,研究了温度敏感元件蓝宝石晶片的温度特性,设计优化了传感器光学参数及制作工艺。2、构建蓝宝石光纤法珀高温传感器解调系统,分析了传感系统干涉光谱信号特性,提出了基于干涉光谱的相位分析解调算法,仿真分析了蓝宝石光纤法珀高温传感器的法珀腔腔长及信噪比对温度解调结果的影响。3、构建蓝宝石光纤法珀高温传感测温系统,对传感器的测温性能及温度老化特性进行实验研究,实验表明传感器在130℃~1080℃温度范围内的测温精度为0.26%F.S.,并具有良好的测温重复性、温度灵敏度、测温稳定性。基于航空发动机的测温需求,对传感器进行了温度响应、温度冲击及喷火等实验,研究了传感器在恶劣条件下的测温能力。(本文来源于《天津大学》期刊2016-12-01）
苏建加,姜培培,崔巍,吴波,沈永行[9]（2016）在《基于红蓝宝石光纤传感头的多通道光纤温度传感器》一文中研究指出为了实现从室温到1000℃范围内的多点温度实时测量,基于红蓝宝石光纤传感探头,研制了一种连续快速温度测量的多通道光纤温度传感器.该系统结合了荧光测温和辐射测温原理,可同时测量8个传感探头的温度随时间的变化信号.提出基于面积平衡计算的数字迭代算法用来计算荧光寿命.与快速傅里叶变换算法的仿真对比结果表明,该算法计算速度快、抗噪声能力强、结果稳定性好、测量精度高.对系统进行长期的温度和稳定性实验,结果表明该系统具有较高的稳定性和测量精度,测温范围从室温到1000℃,精度达±1℃.(本文来源于《光子学报》期刊2016年07期）
苏建加[10]（2016）在《基于红蓝宝石光纤的多通道温度传感器》一文中研究指出光纤温度传感器是温度测量的重要技术手段,具有抗电磁辐射干扰、测温范围大、测温精度高、可分布式测量等优点。因此,相关技术在过去数十年间得到了快速发展,多种光纤传感器已经得到了实际应用。在此背景下,本论文研究比较了多种光纤测温的原理,最终采用红蓝宝石光纤传感探头,结合荧光测温和辐射测温原理,研制了一种从室温到1000℃范围内连续快速温度测量的新型多通道光纤温度传感器。研制完成了与光纤传感器相适应的光学与电子信号处理系统。针对多通道荧光信号的荧光寿命检测问题,提出了一种基于面积平衡计算的数字迭代算法,可以同时处理多通道荧光衰减信号,获得准确的荧光寿命测量值,并具有计算速度快、抗噪声能力强、结果稳定性好、测量精度高等突出优点。首先,通过对比分析各种光纤温度传感器的原理、测温范围、精度以及适用范围等特点,低温段采用了光纤荧光测温技术、高温段采用了光纤辐射测温技术,实现从室温到1000℃的高精度测温,为了实现八通道的温度探测同时克服FFT算法在嵌入式设备计算速度慢、资源占用高等缺点,系统借鉴锁相检测原理,提出了一种基于面积平衡计算的数字迭代算法。其次,研制了一台八通道红蓝宝石光纤温度传感器样机,并详细阐述了该样机的结构组成,包括光学系统、处理电路、以及温度的定标这叁个部分。该样机的测温范围覆盖室温到1000℃,分辨率达到了1℃,并且具有较高的灵敏度,能够满足高精度、大范围以及实时温度测量性能要求。最后,利用高温炉完成了光纤温度传感器样机的定标,同时通过热电偶测温进行样机测温精度的测试。测试结果表明,系统长时间工作稳定,分辨率高,具有良好的应用前景。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-01-08）
蓝宝石光纤论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本论文具体阐述了两种工艺方法:低压化学气相沉积法(LPCVD)和原子层沉积法(ALD)以在蓝宝石单晶光纤表面沉积薄膜。目的是想制备与蓝宝石光纤具有良好兼容性和稳定性的光纤包层,从而既解决光在光纤内部传输时光损耗问题,又为光纤提供了有效的保护。蓝宝石单晶光纤具有优异的物理和化学性能,在高温光纤传感和近红外传感等领域都有非常好的应用前景。但它与石英光纤和聚合物光纤不同,由于自身制备工艺的限制,蓝宝石光纤是无包层的单晶光纤,即裸光纤。为了延长光纤的寿命,扩大光纤的工作范围,需对蓝宝石光纤表面进行包层生长。经过理论分析,选择六方氮化硼(hBN)和氧化铝作为包层研究对象。hBN和氧化铝薄膜具有优良的物理和化学性能,满足蓝宝石光纤对包层材料性质的要求。目前国内外对蓝宝石光纤包层的研究十分的热衷,但是对利用化学气相沉积制备hBN薄膜以及利用原子层沉积法制备氧化铝作为光纤包层的研究还未见报道。化学气相沉积法适合于制备致密均匀的hBN薄膜;原子层沉积法能够实现对氧化铝薄膜厚度和密度的精确控制,方便获得具有所需折射率的包层薄膜。本文便是围绕着蓝宝石光纤包层的材料选择、制备工艺和薄膜性质进行研究。论文分别详述了两种制备包层的工艺方法,一种是利用LPCVD在蓝宝石光纤表面生长hBN薄膜,hBN薄膜经SEM,Raman,椭偏分析的结果显示,基于LPCVD在蓝宝石光纤表面生长hBN的工艺是可行的。1000℃下蓝宝石光纤上生长的hBN薄膜比较致密均匀,且结晶性能良好。并且利用该工艺在光纤上生长的hBN薄膜的结晶性质与平面衬底上生长材料的结晶性能保持一致。另外本论文也基于原子层沉积技术在蓝宝石单晶光纤表面沉积生长氧化铝薄膜,对薄膜进行退火工艺处理,结果显示退火工艺的处理,使得薄膜内部区域的空洞和微裂纹等缺陷大部分减少,1200℃到1300℃退火温度下,薄膜结构显得更加致密和均匀,且结构中的孔洞不再存在;氧化铝的折射率随着退火温度的升高呈现先升高后趋于稳定的趋势,当退火温度在1200℃和1300℃之间时,折射率趋于稳定,数值大概在1.726;退火后的氧化铝薄膜内部存在Al-0结晶相,1200℃和1300℃退火处理后的氧化铝薄膜的晶相与γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3更相似。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
蓝宝石光纤论文参考文献
[1].庞拂飞,王之凤,刘奂奂,马章微,陈振宜.蓝宝石光纤及其高温传感器[J].光子学报.2019
[2].海珊.蓝宝石单晶光纤包层制备的研究[D].吉林大学.2019
[3].王楠楠,师钰璋,王高,周汉昌,熊季军.蓝宝石光纤高温测量技术进展[J].计测技术.2018
[4].屈亚朋.蓝宝石晶片与介质薄膜在光纤高温传感器中的应用[D].武汉理工大学.2018
[5].庞拂飞,马章微,刘奂奂,陈娜,陈振宜.蓝宝石衍生光纤及传感器研究进展[J].应用科学学报.2018
[6].于化龙.一种基于蓝宝石光纤黑体法的温度测量系统[D].哈尔滨工业大学.2017
[7].梁伟龙.基于蓝宝石晶片的光纤高温传感器研究[D].武汉理工大学.2017
[8].吴凡.蓝宝石光纤法珀高温传感系统研究[D].天津大学.2016
[9].苏建加,姜培培,崔巍,吴波,沈永行.基于红蓝宝石光纤传感头的多通道光纤温度传感器[J].光子学报.2016
[10].苏建加.基于红蓝宝石光纤的多通道温度传感器[D].浙江大学.2016