主  题：微结构集成光纤传感技术及应用

时  间:5月11日(周三) 15.00-15.30

主讲人：朱晓亮

地  点：信电楼204

记录人：宋鑫本

内  容：

传统光纤的纤芯和包层由两层折射率不同的材料组成，纤芯折射率比包层略大，其折射率差可以通过掺杂的方法实现。传统光纤导光原理是全反射，即当光线在芯包界面的入射角大于全反射发生的临界角时，光线不透过界面，全部反射，被限制在纤芯内，从而实现导光。

20世纪70年代低损耗光纤的出现和广泛应用奠定了光纤通信迅速发展的基础，并成为推动光电子技术和信息技术发展的标志性成就。但是传统光纤在色散、损耗、非线性等性能上都存在局限性，随着光纤通信网络的迅速发展，传统光纤的局限性成为超大容量、超高速发展的制约瓶颈。微结构光纤在20世纪90年代的光纤技术革命中应运而生。

朱晓亮老师指出近年来,随着光电子技术的高速发展,传统光学元件所固有的结构功能单一、尺寸庞大、架构松散和难于集成等缺点逐渐显露，已远远不能满足当今光子器件发展的微型化、集成化与高性能化的需求。并且，集成电路中所面临的电子瓶颈，又迫使研究人员将目光转向光子回路与光子器件设计,用以部分取代电子芯片来满足更高的集成度、传输频率与传输速率的需求。在这种趋势下，从微纳尺度出发实现光波的发射、调控、传输、探测与传感等方面应用的微纳光子功能器件就成为了当今光学领域最热门的研究课题之一。而微结构光纤（MOFs）具备灵活的结构设计优势与出色的光学调控能力,针对性地填充功能材料并合理布置其包层结构能实现高效且稳定的光学调控,被广泛应用于传感与通信领域。同时,亚波长金属光栅也可以实现在亚波长尺度上对光场的有效调控,因其小巧尺寸与无源操控等优点被应用到互易性非对称电磁传输器件进而推动集成光电子技术发展。

接下来朱晓亮老师指出了光纤传感技术的主要体现，随着科学技术的快速发展，光纤传感技术的快速发展，主要表现在以下方面：分布式光纤传感技术、光纤光栅传感技术、微纳光纤传感技术、智能化光纤传感技术。其中分布式光纤传感技术可以将光纤作为传输信号的媒介，利用光纤的能够成为传感敏感元件的特点沿着光纤铺设的路径进行测量，并获得传感管线区域内被测量的信息数据。分布式光纤传感技术的特点是能够实现大范围、长距离和长期稳定的连续传感，这也是传感技术未来的一个发展方向。分布式光纤传感技术是建立在散射机理的基础上实现的，使得整体的效果具有原理简单、成本低廉、温度分辨率比较高和空间分辨率高的特质。光纤光栅传感技术属于典型光波长调制性光传感技术，它的传感技术机理是被测量作用在光纤光栅上，使得光纤光栅的反射和透射谱出现了明显的变化，从而能够获得相应的被测量的数据信息。光纤光栅传感技术的突出优点是能够组成列阵传感系统，从而实现分布式传感。微纳光纤传感技术使用的光纤表面比较光滑，尺寸相对比较小，直径均匀性比较高等特质，因此具有一制备灵敏度高、响应速度快和能耗低的优势。微纳光纤传感技术的机理是当被测量发生了微小的变动，就能够通过散射、吸收等方式来改变微纳光纤传感技术的特性，将输出光发生变化，从而能够测算出被测量的信息。就目前而言，光纤传感的智能化主要体现在光纤传感技术和计算机技术、通信技术进行的融合，从而实现各种智能化功能，打造出集数据和信号获取、传输、储存、控制和处理于一体的多功能智能化系统。

接下来朱晓亮老师指出微结构光纤的主要发展方向如光纤通信器件、能量光纤器件、医疗光纤器件、传感光纤器件等。

最后老师热情的回答了与会同学提出的有关于光纤传感技术的相关问题，并向我们介绍了她近期的一些学术工作。

参加人：研一部分学生