一、从室温到1800℃全程测温的蓝宝石单晶光纤温度传感器(论文文献综述)
王安叶[1](2021)在《微下拉法生长高质量LuAG单晶光纤及其性能研究》文中研究说明随着当今科技发展需求的不断提升,人工晶体在诸多领域都扮演着至关重要的角色,因此越来越受到大家的关注和重视。与天然的晶体相比,人工晶体最大的优势就是可以人为控制晶体生长的过程,从而获得符合实际应用需求的晶体材料。单晶光纤是一种发展时间相对较短的人工晶体材料,其结合了传统体块晶体的优良特性以及玻璃光纤的形状优势,具有高的热导率、稳定的物理化学性能、良好的热管理性能以及较好的光学性质,可以有效降低晶体应用过程中过热效应,同时也有利于实现器件的小型化,因此是一种新型且十分优异的光学材料。微下拉技术虽然发展较晚,但是已经成为生长制备单晶光纤最重要的主流方法之一,该方法生长的单晶光纤通常晶体热应力低、掺杂离子分布均匀、且具有较高的光学质量。目前单晶光纤相关器件已经逐步实现产业化研究,并且美国早在2015年就对单晶光纤国防武器进行了研究,日本、法国、意大利等国家也对单晶光纤有着较多的研究经验。相较于国外,国内对单晶光纤的研究探索起步较晚,从基础理论知识、设备研制、光纤制备工艺到最终的器件应用等方面都有较大的提升空间,因此开展单晶光纤的研究工作具有重要意义。LuAG作为石榴石结构的晶体,属于立方晶系,Ia3d空间群。其具有光学各向同性,热学及光学性能优异,物理化学性质稳定,激光损伤阈值高,发射截面积大等优点,是理想的固体激光基质材料和温度传感材料。Yb3+离子掺杂的LuAG单晶光纤是实现1微米波段高功率激光的理想固体激光增益介质。目前关于Yb:LuAG单晶光纤的激光性能,只有法国和意大利进行过报道,但激光输出功率以及斜效率较低;国内并没有关于Yb:LuAG单晶光纤的激光性能的研究报道。本论文的研究内容主要包括Yb:LuAG单晶光纤的生长及其激光性能的研究,其中Yb:LuAG单晶光纤激光输出功率是目前有报道的最高值;此外首次采用微下拉法制备Er3+和Yb3+离子共掺杂的LuAG单晶光纤作为温度传感器热探头,研究了上转换荧光强度比测温性能,证明了 Er,Yb:LuAG单晶光纤是一种很有前途的光学温度传感材料。本论文的具体研究内容如下:第一章详细地介绍了论文的研究背景和相关基础理论知识,包括单晶光纤的概念与发展、单晶光纤的生长方法、激光增益介质、光纤温度传感器以及上转换发光机理等等,最后对本文的选题意义、研究目的及内容做了简要的阐述。第二章介绍了高质量的Yb:LuAG激光单晶光纤的生长工艺,并对生长出的单晶光纤进行了系统全面的基本性能表征。采用固相合成法制备多晶原料;使用定向籽晶,通过微下拉技术制备了高质量的Yb:LuAG单晶光纤,光纤长度超过10厘米;采用激光测微仪表征了光纤的直径起伏情况;采用劳厄衍射测试了生长出的Yb:LuAG单晶光纤的方向和结晶质量;采用XRF方法对Yb:LuAG单晶光纤中具体掺杂离子的浓度进行测试分析;分别用EDS Mapping和EPMA线扫证明掺杂离子在光纤径向和轴向的均匀分布;对生长出的Yb:LuAG单晶光纤进行了光束质量表征和激光传输损耗测试,较为全面地验证了 Yb:LuAG单晶光纤的光学质量。第三章主要是研究了 Yb:LuAG单晶光纤的光谱性能,并对Yb:LuAG单晶光纤的激光性能进行了验证。收集了在室温下880~1050nm波长范围的吸收光谱数据,为泵浦源的选择提供依据;测试了 Yb:LuAG单晶光纤950~1200 nm波段范围的荧光发射光谱,获得了 1微米左右的荧光发射峰,计算了相应的荧光寿命,证明了 Yb:LuAG单晶光纤具有实现1微米波段激光输出的巨大潜力;设计了单晶光纤连续激光实验,采用940 nm的激光二极管作为泵浦源,得到了最高接近5 W的连续(CW)激光输出,中心波长位于1049 nm处,最高激光输出功率时的光束质量因子M2在两个方向都接近于1,证明了 Yb:LuAG单晶光纤较高的激光输出质量。第四章介绍了通过微下拉技术生长的高质量1 mm直径0.5%Er,5%Yb:LuAG单晶光纤,并探索了其上转换荧光温度传感性能。将生长出来的Er,Yb:LuAG单晶光纤研磨成粉末进行XRD测试,表征了物相和结晶质量。首次利用Er3+和Yb3+离子共掺杂的LuAG单晶光纤作为温度传感器热探头,设计了上转换(UC)荧光光谱测试实验,采用976 nm激光二极管作为泵浦源,研究了不同泵浦功率下和不同温度下的荧光发射光谱变化,对其上转换荧光强度比测温性能进行了初步的研究。两个热耦合能级跃迁对应波段的积分荧光强度比值与温度的关系符合玻尔兹曼公式。0.5%Er,5%Yb:LuAG在298 K到898 K温度范围内的相对灵敏度最大值为0.017 K-1,证明了其在光纤温度传感领域的巨大应用潜力。第五章对本论文的主要内容、论文创新点和有待开展的工作进行了总结和阐述。
马静[2](2020)在《基于二苯砜衍生物的硝基芳香类爆炸物荧光探针的合成及性能研究》文中研究表明2,4,6-三硝基苯酚(TNP)、4-硝基苯酚(4-NP)等硝基芳香族化合物(NACs)是公认的爆炸物和有毒污染物,具有生物毒性强、稳定性高及生物可降解性差等特点。水体中即使含量相对较低,也会对人类造成不可逆转的损害。迅速且准确地测定水体环境中的NACs对于国家安全与环境保护具有重要意义。灵敏、快速地识别目标分子是其检测的关键。荧光分析法具有灵敏度高,选择性好、操作方法简便、取样量少等优点,近年来得到了迅速发展。二苯砜具有较好的荧光性能且结构易修饰。本文以二苯砜为基本单元,设计并合成了三种新型的荧光分子探针,并通过核磁共振氢谱、碳谱、红外光谱表征确证材料的分子结构,获得了一些有价值的研究成果。主要研究内容如下:(1)以丙烯酰胺(AM)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为水溶性单体,与自制的荧光单体4,4′-二(甲基)丙烯酰氧基二苯砜(BMPS)通过自由基聚合反应,生成水溶性良好的荧光聚合物聚P(BSA-co-AM-co-NIPAM)。检测实验表明,所得的二苯砜功能化聚合物对Fe3+和4-硝基苯酚(4-NP)具有很高的灵敏性和选择性,荧光强度与Fe3+和4-硝基苯酚(4-NP)的浓度在(5.0~24.9)×10-8mol·L-1和(5.0~50.0)×10-8mol·L-1范围内呈线性关系,检出限分别为2.3×10-7和2.8×10-8mol·L-1。(2)以自制的8-甲酰基-7-羟基香豆素和3,3’-二氨基-4,4’-二羟基二苯砜为原料,合成了3,3’-二(7-羟基-8-香豆素基)亚甲胺基-4,4’-二羟基二苯砜荧光探针。根据荧光淬灭和颜色变化情况可测定DMF/H2O溶液中的TNP。荧光强度与TNP的浓度在(5.0~50.0)×10-7mol·L-1的范围内呈线性关系,TNP的检出限低至2.15×10-7mol·L-1。(3)以4-溴-1,8-萘二甲酸酐、4,4’-二氨基二苯砜为原料,合成了N-[4-(4-氨基苯砜基)苯基]-4-溴-1,8-萘二甲酰亚胺荧光探针。根据荧光淬灭和颜色变化情况可测定DMF/H2O溶液中的TNP,该化学传感器选择性好,灵敏度高。荧光强度与TNP的浓度在(5.0~50.0)×10-7mol·L-1范围内呈线性关系,且相关系数高达0.997,TNP的检出限低至1.27×10-7mol·L-1。图[39]表[8]参[111]
王博强[3](2020)在《微波热疗机中温度在线监测技术研究》文中研究说明肿瘤热疗是在不影响正常细胞的情况下,将肿瘤细胞加热至医学意义上的凋亡温度的一种治疗方法。微波热疗机便是通过微波加热完成这一过程的核心仪器。热疗需要对温度进行精准、实时的检测,在微波场中,由于传统的测温器件为金属材料制成,会因电磁干扰等问题无法准确测温。本文设计以荧光光纤测温技术为核心的温度检测系统,能有效的避免电磁干扰,且体积小,抗腐蚀能力强,分辨率高。在热疗机的温度测量中有良好的应用效果。首先,通过查阅文献,分析了荧光光纤测温的原理,以荧光光纤温度传感器作为测温核心器件,以荧光寿命测温为理论依据设计一款测温系统,在此基础上通过对数据处理方法的深入探究,满足热疗的需求。其次,搭建了以激励单元、光电转换单元、放大电路单元和数据采集单元为核心的温度检测系统。通过对比分析,选择红色粉末作为温度敏感材料,其具有较好的温度敏感特性。选择紫外激光二极管作为激发光源,与荧光材料相匹配。对微弱信号放大环节进行了具体的分析,设计了放大电路。数据采集模块选择以USB2851数据采集卡为来完成。利用MATLAB编写了针对单指数模型的最小二乘拟合法、FFT拟合法和积分面积比法三种算法的程序,结合理论推导对比三种算法的优劣。考虑到实际情况的复杂性,提出将L-M算法和prony算法两种针对多指数模型的算法应用在荧光测温的数据处理中,分析了理论可行性并编写了程序,进行了仿真分析,来提高测温的灵敏度与精度。之后将编写的五种程序嵌套进Labview程序中,设计上位机显示界面。最后,对各部分硬件电路进行调整。先进行了探头性能调试,对其灵敏度进行分析;再进行温度标定实验得到温度的测量公式;后进行整机实验,表明测温系统可以稳定工作,精度在0.2℃以内,达到对温度实时监测的效果。
罗前航[4](2020)在《复合玻璃光纤的纤芯单晶化研究》文中指出基于半导体材料独特的性质以及光纤的波导结构,半导体芯复合材料光纤在传感、非线性光学、能量转换等领域具有重要的应用前景。复合材料光纤的后处理技术因能调控复合材料光纤的纤芯结构从而实现光纤综合性能的提升,受到了越来越多的关注。目前激光热处理法已经实现了不同单晶半导体芯复合材料光纤的制备,改善了多种光纤性能,如降低光纤传输损耗,提升光电响应特性。但是,激光热处理法制备的单晶半导体芯复合材料光纤存在着纤芯应力分布不均、光纤长度较短等问题。本文选择半导体碲芯复合玻璃光纤作为研究对象,采用不同的复合材料光纤后处理技术,分别是激光热处理法与坩埚下降原理的下降热处理法,探索并实现了纤芯由多晶态向单晶态的转变过程,提高了光纤的光电、压力传感方面的性能。具体研究内容和研究成果如下:(1)研究了Te纤芯/硼硅酸盐玻璃包层复合光纤前驱体的制备。采用熔融芯法制备了包层外直径为800μm,纤芯直径为123μm的Te芯复合玻璃光纤。通过元素分析发现Si、O元素没有明显扩散进入纤芯的现象,纤芯保持较高的纯度。(2)研究了下降热处理法制备单晶Te芯复合玻璃光纤的电加热纤芯单晶化后处理技术。提出基于坩埚下降原理的复合光纤下降热处理方法,并设计了电加热光纤下降炉,下降热处理参数为下降速度5 mm/h,中心高温区温度460~500℃。多项测试结果表明多晶态Te芯复合玻璃光纤前驱体经过下降热处理后转变为单晶态Te芯复合玻璃光纤,且单晶Te芯的晶体取向沿纤芯轴向与晶体c轴同向。在532 nm激光照射下,多晶Te芯复合光纤前驱体无明显光电响应,单晶Te芯复合光纤的电导率明显高于黑暗条件下的电导率;单晶Te芯复合光纤的电导率比多晶Te芯复合光纤前驱体在黑暗及光照条件下分别增长了23%和32%。单晶Te芯显示出了压力传感特性,当单晶Te芯的两端受到压应力作用时,电导率为4×10-3Ω-1cm-1,比无应力作用条件下高出约一个数量级。(3)研究了532 nm激光热处理对多晶态Te芯复合玻璃光纤前驱体的纤芯单晶化后处理技术。采用200 m W激光功率与5 mm/h激光移动速度对光纤前驱体进行激光热处理。单晶X衍射证明经过激光热处理得到的复合光纤的纤芯为Te单晶。拉曼测试表明激光热处理过程中纤芯Te晶体的生长存在几何淘汰过程,经过至少3 mm长度的晶体排杂,纤芯才能形成完全沿晶体c轴方向生长。
刘兆军,高悉宝,丛振华,邵贤彬,谢永耀,蒋明渊,王上,赵智刚,张行愚[5](2019)在《晶体光纤及晶体衍生光纤制备与应用综述》文中认为晶体光纤是一种新型的高性能光纤材料,具有稀土离子掺杂浓度高、传光性好、耐高温、耐腐蚀等优点.晶体光纤在激光及传感方面具有巨大的应用潜力,然而至今还没有成功制备出真正意义上的同时具有晶体纤芯和晶体包层的小芯径晶体光纤.与传统的玻璃光纤相比,晶体光纤的制备工艺更加复杂,如何对晶体光纤制备工艺进行完善和创新是当前需要解决的重要问题.为了探索提高晶体光纤质量的途径,本文以晶体光纤的四种制备技术为主线,回顾了晶体光纤及其制备方法的发展历程,讨论了每种制备方法的局限性,对晶体光纤目前的应用状况进行了总结,并对其未来发展趋势进行了展望.
王涛,张健,张娜,武柏屹,王思媛,贾志泰,陶绪堂[6](2019)在《单晶光纤制备及单晶光纤激光器研究进展》文中研究指明单晶光纤(SCF)是体块晶体与常规光纤的结合体,拥有优异的物理和化学性能以及良好的热管理能力,已经逐渐成为固体激光领域的研究热点。详细介绍两种主要的单晶光纤生长方法:激光加热基座(LHPG)法和微下拉(μ-PD)法,以单晶光纤制备及单晶光纤激光器研究为主线,对国内外的研究现状进行综述。最后,结合目前研究基础,分析单晶光纤的研究前景及发展趋势。
杨琮[7](2019)在《C/SiC复合材料表面高温瞬态温度传感器的研究》文中进行了进一步梳理科学技术的进步推动着航空发动机性能的提升,经过几十年的发展,作为影响推重比和推力大小的重要因素之一的涡轮前温度从早期的1600K到现在超过2000K。C/SiC复合材料等具有耐高温、低密度和高强度的新型材料开始广泛应用于热端部件的制造。虽然C/SiC复合材料性能优异,长时间处于高温环境和不断经历热循环也会导致性能下降,因此准确测量热端部件表面实时温度从而对部件的寿命做出准确的预估和验证冷却设计效果就变的尤为重要。C/SiC复合材料为碳纤维经纬编织,致密化工艺为聚碳硅烷浸渍裂解,表面较为粗糙,不满足直流脉冲磁控溅射制备薄膜对表面连续平整性的要求,针对上述难题本文提出了一种直流脉冲磁控溅射与电化学沉积相结合在C/SiC复合材料表面制备复合过渡层的工艺。由于C/SiC复合材料上下表面间电学性能较差,采用直流脉冲磁控溅射在C/SiC复合材料表面溅射制备NiCr导电层,对比分析不同厚度的导电层在电化学沉积时的速率和镀层性能;研究抛光后的Ni-Cr-Zr02复合过渡层表面质量及C/SiC复合材料与过渡层间的结合强度。采用直流脉冲磁控溅射的方法在沉积了 Ni-Cr-ZrO2复合过渡层的C/SiC复合材料表面依次制备SiO2绝缘薄膜、NiCr/NiSi薄膜和SiO2保护薄膜。对SiO2绝缘薄膜绝缘性能进行研究,结果表明采用周期运动式载物台制备的绝缘薄膜具有优异的绝缘性能,电阻达109Ω量级。对制备的NiCr/NiSi薄膜的SEM和EDS分析表明薄膜表面平整致密,元素成份比例接近靶材。对研制的高温瞬态温度传感器进行静态和动态标定。以FLUKE9144作为稳定热源对温度传感器静态标定,塞贝克系数为42.1μV/℃,非线性误差为1.52%,线性度良好。从理论和实验角度研究测试了温度传感器的动态性能,理论计算出的时间常数为39.35μs,实验测试出的时间常数为97.01μs,响应时间处于同一量级。在200℃、400℃和600℃的恒定温度场中试验温度传感器的测温性能,能满足最高600℃环境中的温度测试需求。
刘源胤[8](2019)在《基于F-P腔干涉的光纤温度传感器的研究与应用》文中认为针对空间光光学实验中温度检测问题,提出了一种基于法布里-珀罗(F-P)腔干涉的光纤温度传感器结构,选用石英玻璃材料作为F-P腔,利用F-P腔的反射率随温度变化的原理来对温度进行测量。该传感器系统具有可直接嵌入光路中的特点。论文首先进行了相关理论分析和推导,并以此构建了传感器测试系统,将反射光作为温度传感光,利用透射光作为空间光学实验的实验用光。论文对实验结果进行了理论分析,并总结得到了一个经验公式,计算表明:经验公式的计算值与实际温控系统的测量值之间的均方差为s=0.055℃,能够满足一般空间光光学实验的需要。本温度传感器具有结构简单、效率高、制作成本低、不受电磁干扰等优点;与光纤光栅温度传感器相比,无需复杂封装、粘贴等工艺,无需专门的解调装置,为空间光学实验的温度检测提供了便利,具有重要的应用价值。本论文研究的主要内容:(1)提出了一种基于F-P腔干涉的光纤温度传感器结构以及利用F-P腔的反射率随温度变化的测温原理。基于理论分析的基础上对石英相位片的厚度、表面平整度及镀膜系数对反射率的影响进行分析,对各批次石英相位片厚度、表面平整度及镀膜系数等参数进行细致检测,挑选符合实验需要的石英相位片,用于后续的加温实验。(2)在两面镀膜系数一致的情况下,对挑选的石英相位片反射率进行理论计算,得出其最大与最小反射率。针对石英玻璃材料由于环境温度改变所引起的热膨胀及折射率随温度改变问题,设计了一套加热控温系统,对石英相位片进行初步的加温实验,挑选最大与最小透过率在理论计算范围内的石英相位片,为实验系统的搭建做准备(3)利用石英相位片、光环行器、分光棱镜等器件制作光纤温度传感器,并利用控温加热系统搭建温度传感器的测试系统。对石英相位片的反射光功率进行记录得出测试结果。结果表明温度传感器的测量结果与标准温度的误差控制在0.1℃内。(4)将上述温度传感器嵌入空间光学实验系统之中,在多级四分之一波片相位随温度的变化测试实验中进行了具体的应用。
程前[9](2020)在《温度传感器的改进及在空间光偏振态发生器的应用》文中指出在空间光学实验中,对于温度的检测是一个比较重要的问题。一种基于法布里-珀罗(F-P)腔干涉的空间光学光纤温度传感器被研制出来,通过使用结晶石英为原材料的腔体,这种材料随温度变化会产生折射率的变化和腔长的微小变化从而进行温度的测量。本文对该传感器系统进行改进,之前的系统是利用F-P腔的反射光进行温度探测,使用光环行器对反射光进行接收从而分析温度变化,由于光环行器的存在会增大耦合难度,和误差,因此本文将该系统进行了改进,利用F-P腔的透射光进行温度探测,在透射方向使用多模光纤进行接收。论文对实验进行了理论分析,组装实验装置,测量结果,最后对结果分析总结出经验公式,从结果分析,测量得到的温度与使用经验公式得到的温度之间的均方差为s=0.0564℃,满足了空间光学实验的需求。最后完成了空间光偏振态发生器的设计,并将温度传感器应用于该系统。本论文的主要内容包括:(1)对一系列石英片的温度范围进行检测,在实验台上进行加温,从而测量出一系列温度与透射光功率的关系,筛选出合适的石英片。(2)对结晶石英这种材料受环境温度影响后,材料的折射率与热膨胀进行分析,并且使用MATLAB软件对得出的公式进行拟合,得到温度与透射光功率之间的关系曲线,计算出最大与最小透射率,设计石英卡槽对石英片与分光棱镜进行粘接。(3)搭建了光纤温度传感器测试系统,并完成了测试,对结果进行分析得出测量数据与实际数据之间的误差在0.1℃以内。(4)设计并搭建空间光偏振态发生器,由于使用到了四分之一波片,因此使用搭建好的传感器进行温度的测量,得到了光功率与发生器出射光偏振态的关系,与理论分析值对比发现符合理论推导,可以进行之后的偏振态补偿实验。
陈矫[10](2019)在《基于晶片微腔的蓝宝石光纤法珀接触式高温传感器研究》文中指出温度测量是光纤传感技术主要应用领域之一,而高温测量一直是温度测量领域的难点之一。传统的高温传感器主要由铂-铑、钨-铼等热电偶材料制成,但是热电偶长期可靠性差,成本高昂;在强电磁干扰、强辐射等恶劣环境下无法使用。十几年前就有一些学者提出用高温特性好的蓝宝石光纤制备测温传感器,但高温环境往往温区很大,需要制备耐温区域长的传感器。另外,高温下游离颗粒很容易污染光学传感探头,因此需要研究长期可靠的制备方法和封装方法,才能使蓝宝石光纤高温传感器走向实用化。本文基于光纤传感技术,研究了一种以蓝宝石光纤和微型蓝宝石晶片为主要材料,能长期耐高温的、可实现接触式直接测量的新型蓝宝石光纤法珀传感器。具体工作如下:(1)介绍了研究接触式测量的蓝宝石光纤法珀高温传感器背景和意义,分析了光纤高温传感技术的发展历程,重点探讨了蓝宝石光纤高温传感技术的发展,并给出了本文的研究重点和创新点。(2)介绍了蓝宝石高温法珀传感技术原理、解调方法等,讨论了几种适用于法珀传感器的解调方法。研究了利用微型蓝宝石晶片前后两平行面构成一个法珀微型光学谐振腔对晶片厚度的要求。(3)介绍了本课题采用的蓝宝石光纤法珀传感系统的设计与升级改进,阐述了蓝宝石裸光纤长度和直径的选择及磨制、工艺的改进、蓝宝石光纤和晶片的封装等研究过程,解决了普通多模光纤和蓝宝石裸光纤间的模场匹配问题,并成功实现多模光纤和蓝宝石裸光纤间的低损耗熔接。(4)实现了使用蓝宝石光纤进行低损耗的较长距离传输光信号,完成了传感器的整体封装,制作了改进型的蓝宝石光纤法珀高温传感器,开展了其实验研究及在相关领域的应用,通过比较传感器在实验室环境、工业环境、模拟航空航天环境下的稳定性和可靠性,验证了该型传感器的高温测量能力。实验表明,该传感器能够插入高温炉等高温物体内部,实现直接接触测量深度达1米以上,在25-1100℃温度范围内能实现准确测温,测温精度稳定在±2.5℃,在科研、工业、国防等有高温测量需求的领域有广阔的应用前景。
二、从室温到1800℃全程测温的蓝宝石单晶光纤温度传感器(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:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(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。
三、从室温到1800℃全程测温的蓝宝石单晶光纤温度传感器(论文提纲范文)
(1)微下拉法生长高质量LuAG单晶光纤及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 单晶光纤 |
1.2.1 单晶光纤概述 |
1.2.2 单晶光纤生长方法 |
1.3 激光材料 |
1.3.1 激光原理 |
1.3.2 基质材料 |
1.3.3 激活离子 |
1.4 温度传感技术 |
1.4.1 光学测温方法 |
1.4.2 光纤温度传感器 |
1.4.3 上转换发光原理 |
1.5 本文的选题意义、研究目的和内容 |
第二章 Yb:LuAG激光单晶光纤的制备及基本性能表征 |
2.1 引言 |
2.2 Yb:LuAG单晶光纤的制备 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 多晶料的合成 |
2.2.3 Yb:LuAG单晶光纤生长 |
2.3 Yb:LuAG单晶光纤的基本性能表征 |
2.3.1 直径起伏测试 |
2.3.2 光纤定向及结晶性测试 |
2.3.3 掺杂离子定量及分布情况测试 |
2.3.4 光束质量测试 |
2.3.5 光束传输损耗测试 |
2.4 本章小结 |
第三章 Yb:LuAG单晶光纤光谱性能及连续激光输出 |
3.1 引言 |
3.2 Yb:LuAG单晶光纤光谱性能 |
3.2.1 吸收光谱 |
3.2.2 荧光光谱 |
3.3 Yb:LuAG单晶光纤连续激光实验 |
3.3.1 激光实验装置 |
3.3.2 7% Yb:LuAG单晶光纤连续激光实验 |
3.3.3 10% Yb:LuAG单晶光纤连续激光实验 |
3.4 本章小结 |
第四章 Er,Yb:LuAG单晶光纤的上转换荧光测温研究 |
4.1 引言 |
4.2 Er,Yb:LuAG单晶光纤的制备 |
4.2.1 实验试剂 |
4.2.2 多晶料合成 |
4.2.3 Er,Yb:LuAG单晶光纤生长 |
4.3 Er,Yb:LuAG上转换荧光测温性能 |
4.3.1 实验装置 |
4.3.2 上转换荧光光谱 |
4.3.3 能级分析 |
4.3.4 上转换荧光测温性能 |
4.3.5 灵敏度分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 本文主要结论 |
5.2 主要创新点 |
5.3 有待开展的工作 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的论文 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(2)基于二苯砜衍生物的硝基芳香类爆炸物荧光探针的合成及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 荧光的研究背景及发光机理 |
1.2.1 荧光的研究背景 |
1.2.2 荧光的发光机理 |
1.3 荧光的相关参数 |
1.4 影响物质荧光性质的主要因素 |
1.5 高分子荧光聚合物材料的研究进展 |
1.5.1 概述 |
1.5.2 荧光聚合物的分类 |
1.5.3 荧光聚合物的应用研究 |
1.6 希夫碱荧光探针材料的研究 |
1.6.1 概述 |
1.6.2 席夫碱类荧光探针的应用 |
1.7 1,8-萘酰亚胺类衍生物荧光探针的研究 |
1.7.1 概述 |
1.7.2 萘酰亚胺类化合物的应用 |
1.8 本论文的主要研究内容 |
第二章 基于二苯砜的水溶性共聚物制备及荧光性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 合成部分 |
2.2.4 测试部分 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 目标荧光聚合物的结构表征 |
2.3.2 温度对探针化合物的荧光性能的影响 |
2.3.3 硝基芳香族化合物的检测研究 |
2.3.4 探针A与4-NP的作用机理研究 |
2.3.5 金属离子的检测研究 |
2.3.6 探针A与Fe~(3+)的作用机理研究 |
2.4 本章小结 |
第三章 含香豆素结构的二苯砜衍生物制备及荧光性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 合成部分 |
3.2.4 测试部分 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 目标荧光化合物的结构表征 |
3.3.2 硝基芳香族化合物的检测研究 |
3.3.3 探针B与TNP的作用机理研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 含萘酰亚胺结构的二苯砜衍生物制备及荧光性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验试剂 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 合成部分 |
4.2.4 测试部分 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 目标荧光化合物的结构表征 |
4.3.2 硝基芳香族化合物的检测研究 |
4.3.3 探针C与TNP的作用机理研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介以及读研期间主要成果 |
(3)微波热疗机中温度在线监测技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的背景与意义 |
1.1.1 课题的背景 |
1.1.2 课题的意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 热疗测温现状 |
1.2.2 荧光测温技术发展现状 |
1.3 课题主要研究内容 |
第2章 荧光寿命测温法理论基础 |
2.1 荧光产生机理 |
2.2 荧光光纤测温技术分类 |
2.3 荧光寿命测温原理 |
2.4 光纤传输理论 |
2.5 本章小结 |
第3章 荧光测温系统的硬件设计 |
3.1 整体方案设计 |
3.2 光纤传感器光学系统设计 |
3.2.1 荧光材料的选择 |
3.2.2 激励光源的选择及驱动电路的设计 |
3.2.3 光电转换电路设计 |
3.3 测温系统放大电路设计 |
3.3.1 信号带宽分析 |
3.3.2 放大电路设计 |
3.3.3 电路抗干扰设计 |
3.4 数据采集单元设计 |
3.5 本章小结 |
第4章 数据处理模型的建立与仿真分析 |
4.1 单指数荧光余辉的数据处理方法 |
4.1.1 最小二乘拟合法 |
4.1.2 FFT拟合法 |
4.1.3 积分面积比值法 |
4.2 双指数荧光余辉的数据处理方法 |
4.2.1 L-M算法在测温系统中的实现 |
4.2.2 prony算法的引入 |
4.2.3 prony算法在测温系统中的实现 |
4.3 本章小结 |
第5章 系统实验 |
5.1 测温探头调试 |
5.2 温度标定实验 |
5.3 温度显示界面 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(4)复合玻璃光纤的纤芯单晶化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 复合光纤的研究进展 |
1.2.1 复合光纤研究意义和研究现状 |
1.2.2 复合玻璃光纤的制备方法 |
1.2.3 复合光纤纤芯晶化研究 |
1.3 单晶光纤研究进展 |
1.4 本课题的研究目的与内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 本课题的研究项目来源 |
第二章 实验方法与性能表征 |
2.1 半导体芯复合玻璃光纤前驱体的制备 |
2.2 复合玻璃光纤的结构和性能测试 |
2.2.1 X射线衍射分析 |
2.2.2 拉曼光谱分析 |
2.2.3 透射电镜 |
2.2.4 扫描电镜 |
2.2.5 电子探针微区分析 |
2.2.6 光学显微镜测试 |
2.2.7 单晶X射线衍射分析 |
2.3 本章小结 |
第三章 Te纤芯/硼硅酸盐玻璃包层复合光纤前驱体光纤制备研究 |
3.1 引言 |
3.2 Te的性质 |
3.3 包层玻璃的选择 |
3.4 Te纤芯/硼硅酸盐玻璃包层复合光纤前驱体的制备 |
3.5 实验结果与讨论 |
3.5.1 光纤形貌分析 |
3.5.2 拉曼测试 |
3.6 本章小结 |
第四章 电加热单晶化复合光纤纤芯研究 |
4.1 引言 |
4.2 设备组成 |
4.3 实验设计 |
4.4 实验结果与讨论 |
4.4.1 X射线衍射测试 |
4.4.2 拉曼测试 |
4.4.3 单晶X射线测试 |
4.4.4 透射电镜测试 |
4.4.5 光电导特性测试 |
4.4.6 压力传感测试 |
4.5 本章小结 |
第五章 激光加热单晶化复合光纤纤芯研究 |
5.1 引言 |
5.2 激光光源和移动速度的选择 |
5.3 实验设计 |
5.4 实验结果与讨论 |
5.4.1 拉曼测试 |
5.4.2 单晶X射线衍射测试 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(5)晶体光纤及晶体衍生光纤制备与应用综述(论文提纲范文)
0 引言 |
1 晶体光纤的特点和优势 |
2 晶体光纤的制备 |
2.1 微下拉法 |
2.1.1 制作工艺 |
2.1.2 研究进展及应用 |
2.1.3 存在的问题及发展动向 |
2.2 激光加热基座法 |
2.2.1 制作工艺 |
2.2.2 研究进展 |
2.2.3 制备光纤的应用 |
2.2.3. 1 高温传感器件 |
2.2.3. 2 激光增益介质 |
2.2.3. 3 非线性光学器件 |
2.2.4 制备光纤的包层问题 |
2.3 键合法 |
2.3.1 制作工艺 |
2.3.2 研究进展及应用 |
2.3.3 存在的问题及发展动向 |
2.4 熔融芯法 |
2.4.1 制作工艺 |
2.4.2 研究进展及应用 |
2.4.3 存在的问题及发展动向 |
3 讨论 |
4 结论 |
(6)单晶光纤制备及单晶光纤激光器研究进展(论文提纲范文)
1 引言 |
2 单晶光纤的制备与加工 |
2.1 单晶光纤的生长及表征 |
2.2 单晶光纤精密加工 |
3 单晶光纤包层制备 |
4 单晶光纤激光器 |
5 结论 |
(7)C/SiC复合材料表面高温瞬态温度传感器的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 航空发动机热端部件测温技术概述 |
1.3 C/SiC复合材料发展概述 |
1.4 航空发动机热端部件薄膜热电偶测温国内外发展现状 |
1.5 课题主要研究内容 |
第二章 C/SiC复合材料表面处理工艺 |
2.1 C/SiC复合材料结构和电学性能表征 |
2.2 C/SiC复合材料表面过渡层制备工艺探索 |
2.2.1 粉体烧结法 |
2.2.2 溶胶-凝胶法 |
2.2.3 电化学沉积 |
2.3 C/SiC复合材料表面过渡层及温度传感器制备工艺方案 |
本章小结 |
第三章 电化学沉积制备C/SiC复合材料表面复合过渡层 |
3.1 直流脉冲磁控溅射制备NiCr导电层 |
3.2 电化学沉积Ni-ZrO_2二元复合镀层 |
3.2.1 电化学沉积工艺简介 |
3.2.2 电化学沉积过渡层 |
3.3 C/SiC复合材料表面复合过渡层性能表征 |
本章小结 |
第四章 高温瞬态温度传感器薄膜制备及性能表征 |
4.1 温度传感器薄膜制备原理及参数选择 |
4.1.1 温度传感器薄膜制备原理 |
4.1.2 温度传感器薄膜制备参数选择 |
4.2 SiO_2绝缘薄膜的制备及绝缘性能表征 |
4.2.1 SiO_2绝缘薄膜的制备 |
4.2.2 SiO_2绝缘薄膜性能表征 |
4.3 NiCr/NiSi薄膜热电偶的制备及性能表征 |
4.4 SiO_2保护薄膜的制备 |
本章小结 |
第五章 高温瞬态温度传感器性能表征及测温实验 |
5.1 温度传感器相关理论 |
5.1.1 薄膜热电偶原理 |
5.1.2 薄膜热电偶基本定律 |
5.2 温度传感器静态标定 |
5.2.1 静态标定用隔离夹持装置设计 |
5.2.2 静态标定 |
5.3 温度传感器动态性能研究 |
5.3.1 温度传感器动态性能理论研究 |
5.3.2 温度传感器动态响应性能测试 |
5.4 温度传感器测温实验 |
5.4.1 温度传感器测温实验系统搭建 |
5.4.2 温度传感器测温实验结果分析 |
本章小结 |
结论 |
参考文献 |
硕士期间取得的学术成果 |
致谢 |
(8)基于F-P腔干涉的光纤温度传感器的研究与应用(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 光纤温度传感器概述 |
1.3 常规光纤温度传感器研究现状 |
1.3.1 光纤光栅温度传感器 |
1.3.2 干涉型光纤温度传感器 |
1.3.3 分布式光纤温度传感器 |
1.3.4 光纤荧光温度传感器 |
1.4 研究目的与意义 |
1.5 论文的主要工作内容 |
2 温度传感器测温原理 |
2.1 法布里-珀罗干涉仪 |
2.2 对于F-P腔中激光干涉的分析 |
2.3 相位片的热光效应与热膨胀原理 |
2.4 相位片的测温原理 |
2.5 本章小结 |
3 光纤温度传感器测试系统 |
3.1 系统设计的意义 |
3.2 温度传感器测试系统组成 |
3.3 相位片的挑选与镀膜 |
3.3.1 相位片的选材及厚度的计算 |
3.3.2 石英相位片镀膜及平整度检测 |
3.4 系统信号传输及传感部分的主要结构 |
3.4.1 光环行器简介 |
3.4.2 分光棱镜及石英相位片的固定 |
3.5 加温系统 |
3.5.1 加热片 |
3.5.2 温控仪表的选择 |
3.6 温度传感器的研制 |
3.7 温度传感器整体测试系统 |
3.8 测试结果及分析 |
3.8.1 测试结果 |
3.8.2 结果分析 |
3.9 本章小结 |
4 温度传感器在空间光偏振态探测方面的具体应用 |
4.1 波片概述 |
4.2 波片对于温度变化的灵敏度 |
4.3 STOCKES法与邦加球法对偏振光的描述 |
4.4 空间光圆起偏器的研制 |
4.5 温度传感器在空间光偏振态探测方面的应用 |
4.5.1 四分之一波片相位与温度的关系 |
4.5.2 温度传感器对波片相位测试的应用 |
4.6 本章小结 |
5 结论与展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(9)温度传感器的改进及在空间光偏振态发生器的应用(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 光纤传感测温技术概述 |
1.3 偏振态发生器简介 |
1.4 光纤温度传感器研究现状 |
1.5 偏振态发生器研究现状 |
1.6 研究目的和意义 |
1.7 论文的结构安排 |
2 温传感器的测温原理 |
2.1 法布里珀罗干涉仪的原理 |
2.2 对法布里-珀罗腔中的干涉分析 |
2.3 石英片的热光效应与热膨胀效应 |
2.4 石英片的测温原理 |
2.5 本章小结 |
3 温度传感器的改进 |
3.1 改进系统的意义 |
3.2 改进的温度传感测试系统 |
3.3 石英片的厚度选取 |
3.4 传感部分的结构 |
3.4.1 石英卡槽的设计 |
3.4.2 消偏分光棱镜与相位片的固定 |
3.5 加热系统 |
3.5.1 加热片 |
3.5.2 温控仪表 |
3.6 石英片的温度特性测试 |
3.7 温度传感器的研制 |
3.8 光纤温度传感器系统测试 |
3.9 测试结果分析 |
3.10 本章小结 |
4 温度传感器在空间光偏振态发生器的应用 |
4.1 偏振态的描述 |
4.2 波片 |
4.3 温度变化对波片的影响 |
4.4 空间光偏振态发生器的结构 |
4.5 使用偏振态探测仪的探头正确测定空间光偏振态 |
4.6 温度与偏振态发生器的关系 |
4.6.1 空间光偏振态发生器的作用 |
4.6.2 1/4波片相位的与温度关系 |
4.6.3 温度传感器在空间光偏振态发生器测试中的应用 |
4.7 本章小结 |
5 结论 |
参考文献 |
附录A |
索引 |
作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(10)基于晶片微腔的蓝宝石光纤法珀接触式高温传感器研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 光纤在温度传感领域的应用 |
1.3 蓝宝石光纤高温传感器研究现状分析 |
1.3.1 蓝宝石光纤在传感器上的应用 |
1.3.2 蓝宝石光纤传感器的分类 |
1.3.3 蓝宝石光纤法珀腔型高温传感器的发展 |
1.4 本文的主要研究内容和创新点 |
1.4.1 本文主要研究内容 |
1.4.2 本文的创新点 |
第2章 蓝宝石光纤法珀高温传感技术原理 |
2.1 引言 |
2.2 蓝宝石光纤法珀传感器基本结构 |
2.2.1 光纤法珀传感系统结构 |
2.2.2 蓝宝石光纤法珀型传感器的类型 |
2.2.3 本文采用的蓝宝石法珀高温传感器结构 |
2.3 蓝宝石光纤法珀高温传感器干涉理论 |
2.4 蓝宝石光纤法珀高温传感器的腔长解调算法 |
2.4.1 单峰值和多峰值波长解调法 |
2.4.2 傅里叶变换与最小均方差联合解调法 |
2.5 蓝宝石晶片微腔的光学性能分析 |
2.5.1 蓝宝石晶片的折射率 |
2.5.2 蓝宝石光纤纤径和晶片厚度对干涉信号对比度影响 |
2.6 本章小结 |
第3章 接触式高温传感器研究与制备 |
3.1 引言 |
3.2 蓝宝石裸光纤的选取及磨制 |
3.2.1 蓝宝石裸光纤选择 |
3.2.2 蓝宝石裸光纤研磨设备改进 |
3.2.3 蓝宝石裸光纤研磨效果对比 |
3.3 长蓝宝石裸光纤和普通多模光纤的端面熔接 |
3.3.1 本传感器采用的多模光纤特性 |
3.3.2 蓝宝石光纤与多模光纤的熔接研究 |
3.4 蓝宝石光纤探头结构研究 |
3.4.1 “插芯-端帽”结构的实验研究 |
3.4.2 微型蓝宝石晶片与蓝宝石光纤的固定 |
3.5 蓝宝石光纤的封装 |
3.5.1 解决的关键问题及采用的技术 |
3.5.2 光信号在蓝宝石光纤实现低损耗传输 |
3.5.3 蓝宝石裸光纤加装保护层的技术研究 |
3.5.4 三层管式整体稳定封装结构 |
3.6 本章小结 |
第4章 蓝宝石光纤法珀接触式高温传感器实验研究及在相关领域的应用 |
4.1 蓝宝石光纤法珀接触式高温传感器的实验研究 |
4.1.1 实验平台简介 |
4.1.2 传感器基本性能测试 |
4.1.3 传感器重复性测试 |
4.1.4 干涉信号的解调与处理 |
4.1.5 实验分析与结论 |
4.2 对高温设备接触式直接测量的应用研究 |
4.2.1 实验场所简介 |
4.2.2 实验过程及数据处理 |
4.2.3 实验结论 |
4.3 传感器在中低温段快速响应能力实验研究 |
4.3.1 急速升温设备及温度监测装置简介 |
4.3.2 实验过程及数据处理 |
4.3.3 实验数据分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文和参与的项目 |
发表的论文 |
软着 |
参加的项目 |
四、从室温到1800℃全程测温的蓝宝石单晶光纤温度传感器(论文参考文献)
- [1]微下拉法生长高质量LuAG单晶光纤及其性能研究[D]. 王安叶. 山东大学, 2021(09)
- [2]基于二苯砜衍生物的硝基芳香类爆炸物荧光探针的合成及性能研究[D]. 马静. 安徽理工大学, 2020(07)
- [3]微波热疗机中温度在线监测技术研究[D]. 王博强. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [4]复合玻璃光纤的纤芯单晶化研究[D]. 罗前航. 华南理工大学, 2020(02)
- [5]晶体光纤及晶体衍生光纤制备与应用综述[J]. 刘兆军,高悉宝,丛振华,邵贤彬,谢永耀,蒋明渊,王上,赵智刚,张行愚. 光子学报, 2019(11)
- [6]单晶光纤制备及单晶光纤激光器研究进展[J]. 王涛,张健,张娜,武柏屹,王思媛,贾志泰,陶绪堂. 激光与光电子学进展, 2019(17)
- [7]C/SiC复合材料表面高温瞬态温度传感器的研究[D]. 杨琮. 大连交通大学, 2019(08)
- [8]基于F-P腔干涉的光纤温度传感器的研究与应用[D]. 刘源胤. 北京交通大学, 2019(01)
- [9]温度传感器的改进及在空间光偏振态发生器的应用[D]. 程前. 北京交通大学, 2020(03)
- [10]基于晶片微腔的蓝宝石光纤法珀接触式高温传感器研究[D]. 陈矫. 武汉理工大学, 2019(07)