Fabrication and Measurement of D-Shape Fiber and Its Few-Mode Bragg Grating

摘要: 采用研磨预制棒的方法,制备了D 形光纤样品,并在此样品上制作了Bragg 光栅,介绍了工艺制作和测量中 的一些实际经验. 采用深度化学腐蚀技术以增强Bragg 波长对外界折射率的传感灵敏度,测量了D 形少模光纤 Bragg 光栅各模式谐振波长随外界折射率和温度的变化曲线,为进一步进行折射率传感研究打下了实验基础.Abstract: Samples of D2shape fiber are fabricated using grinding fiber preform , and Bragg gratings are incurved into these samples. Practical aspects in fabrication and measurements are presented. By deep etching into the core , sensitivity of Bragg wavelength to the refractive index is increased. Changes in resonant wavelength of different modes of the D2shape few2mode fiber Bragg grating with respect to surrounding refractive index and temperature , respectively , are measured. The measured data well agree with simulation results , providing a good base for further research on the sensing surrounding refractive index.基金项目:国家自然科学基金资助项目(60177026 ;60571054) ;上海市教委资助项目(05AZ41) ;上海市重点学科建设 资助项目(T0102

中国物理海洋学研究70年：发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛影响力的研究成果,其中包括:提出了被国际广泛采用的"普遍风浪谱"和"涌浪谱",发展了第三代海浪数值模式;提出了"准调和分析方法"和"潮汐潮流永久预报"等潮汐潮流的分析和预报方法;发现并命名了"棉兰老潜流",揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等,系统描述了太平洋西边界流系;提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流);不断完善了中国近海陆架环流系统,在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流,以及陆架波方面均取得了深刻的认识;从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结;发展了浅海水团的研究方法,基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制,在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献;阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制,揭示了中尺度涡的三维结构,定量评估了其全球物质与能量输运能力;基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征,提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制;构建了"南海内波潜标观测网",实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识;发展了湍流的剪切不稳定理论,提出了海流"边缘不稳定"的概念,开发了海洋湍流模式,提出了湍流混合参数化的新方法等;在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识,并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响;研发了全球浪–潮–流耦合模式,推出一系列海洋与气候模式;发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统;建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模型实验平台;发展了ENSO预报的误差分析方法,建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系,揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应;初步建成了中国近海海洋观测网;持续开展南北极调查研究;建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统,为中国气象减灾提供保障;突破了国外的海洋技术封锁,研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器;建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型,为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示,经过70年的发展,中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍,这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军

基于FBG精细谱的应变增敏型传感器的设计

提出了一种新型的基于非均匀光纤布拉格光栅(FBG)精细谱和边沿解调的应变灵敏度增强型传感器。理论研究了在轴向非均匀应变情况下普通FBG的传输谱以及基于传输谱精细结构的应变响应特性。仿真结果表明,将均匀应变转为非均匀应变的新型传感器对应变的灵敏度为普通FBG的4.6倍。在实验上设计制作了这种可将被测物体的均匀应变转换为FBG的非均匀应变以提高应变灵敏度的传感器结构。实验测量结果证明了理论分析的可行性。这种传感器在采用窄线宽激光器的FBG边沿解调方案中具有提高动态应变响应灵敏度以及增大应变测量范围的作用,同时,由于其长度可小型化,在检测高频动态应变信号方面也有较大的应用前景。国家自然科学基金(61077031);上海市特种光纤与光接入网点重点实验室开放课题(SKLSFO201101

Theoretical and Experimental Investigation of the Bending Sensitivity of the D-shaped Fiber Bragg Gratings

用材料力学理论分析了D形光纤Bragg光栅(D-shaped fiber Bragg grating,D-FBG)以及常规光纤Bragg光栅由弯曲引起的轴向应变,得到了光栅Bragg波长漂移的弯曲敏感特性.实验结果和理论计算结果基本相符.与常规FBG相比,该D-FBG的弯曲灵敏度要高近80倍.因此D-FBG可以直接应用于弯曲形变的测量,以及间接应用于压力、加速度等物理量的测量.理论分析和实验结果对采用该类型光纤光栅的器件和传感系统的设计具有参考意义.The axial strain of D-shaped fiber Bragg grating(D-FBG) and normal fiber Bragg grating induced by bending was analyzed with mechanics of materials.Bending sensitivity characteristic of Bragg wavelength′s shift was obtained.Experiment result was in good agreement with the theory analysis.D-FBG′s bending sensitivity was about 80 times higher than normal circularly symmetrical FBG.The studied D-FBG can be directly applied in bending measurement,and indirectly in pressure or acceleration measurement.The theory analysis and experiment result was helpful for the design of device or sensor system using D-FBG.国家自然科学基金(60177026);; 福建省自然科学基金(0012-K32008)资

Fabrication and Measurement of D-Shape Fiber and Its Few-Mode Bragg Grating

采用研磨预制棒的方法,制备了D形光纤样品,并在此样品上制作了Bragg光栅,介绍了工艺制作和测量中的一些实际经验.采用深度化学腐蚀技术以增强Bragg波长对外界折射率的传感灵敏度,测量了D形少模光纤Bragg光栅各模式谐振波长随外界折射率和温度的变化曲线,为进一步进行折射率传感研究打下了实验基础.Samples of D-shape fiber are fabricated using grinding fiber preform,and Bragg gratings are incurved into these samples.Practical aspects in fabrication and measurements are presented.By deep etching into the core,sensitivity of Bragg wavelength to the refractive index is increased.Changes in resonant wavelength of different modes of the D-shape few-mode fiber Bragg grating with respect to surrounding refractive index and temperature,respectively,are measured.The measured data well agree with simulation results,providing a good base for further research on the sensing surrounding refractive index.国家自然科学基金资助项目(6017702660571054);; 上海市教委资助项目(05AZ41);; 上海市重点学科建设资助项目(T0102

不同表面官能团和化学组成共聚物微球的表面生物矿化研究

采用具有不同共聚物组成和端基官能团的聚己内酯-b-聚乙二醇共聚物（PCL-b-PEG）,通过双乳液溶剂挥发法制备了一系列具有不同表面性质的生物降解高分子微球.采用生物模拟矿化的方法以磷灰石修饰微球表面.进一步通过扫描电镜、热重分析仪、X-射线衍射仪和光电子能谱仪对微球表面磷灰石的形貌、含量、结构和组成进行了分析.研究了微球表面亲水性、粗糙度、官能团以及矿化时间对于磷灰石形成的影响.最终实验结果表明,随着共聚物中PEG含量增加,微球表面粗糙度和亲水性增加,因此微球表面磷灰石含量增加.同时微球表面官能团以及矿化时间的不同也会对磷灰石的形成和分布产生明显影响

不同表面官能团和化学组成共聚物微球的表面生物矿化研究

采用具有不同共聚物组成和端基官能团的聚己内酯-b-聚乙二醇共聚物（PCL-b-PEG）,通过双乳液溶剂挥发法制备了一系列具有不同表面性质的生物降解高分子微球.采用生物模拟矿化的方法以磷灰石修饰微球表面.进一步通过扫描电镜、热重分析仪、X-射线衍射仪和光电子能谱仪对微球表面磷灰石的形貌、含量、结构和组成进行了分析.研究了微球表面亲水性、粗糙度、官能团以及矿化时间对于磷灰石形成的影响.最终实验结果表明,随着共聚物中PEG含量增加,微球表面粗糙度和亲水性增加,因此微球表面磷灰石含量增加.同时微球表面官能团以及矿化时间的不同也会对磷灰石的形成和分布产生明显影响

不同表面官能团和化学组成共聚物微球的表面生物矿化研究

采用具有不同共聚物组成和端基官能团的聚己内酯-b-聚乙二醇共聚物（PCL-b-PEG）,通过双乳液溶剂挥发法制备了一系列具有不同表面性质的生物降解高分子微球.采用生物模拟矿化的方法以磷灰石修饰微球表面.进一步通过扫描电镜、热重分析仪、X-射线衍射仪和光电子能谱仪对微球表面磷灰石的形貌、含量、结构和组成进行了分析.研究了微球表面亲水性、粗糙度、官能团以及矿化时间对于磷灰石形成的影响.最终实验结果表明,随着共聚物中PEG含量增加,微球表面粗糙度和亲水性增加,因此微球表面磷灰石含量增加.同时微球表面官能团以及矿化时间的不同也会对磷灰石的形成和分布产生明显影响.</p

环境强光诱导玉簪叶片光抑制的机制

为进一步阐述光抑制的强光诱导和发生机制,该文以喜阴植物玉簪(Hosta spp.)为材料研究其光抑制发生规律及其与环境光强的关系。结果表明,全日照和遮阴条件下玉簪叶片发育分别形成适应强光和弱光的形态特征;与遮阴处理相比,强光下生长的玉簪光合速率和叶绿素含量较低,但两种处理叶片最大光化学效率差异很小,证明强光下植株可以正常生长且光合机构未发生严重的光抑制。将遮阴处生长的植株转移到全日照下,光合速率和最大光化学效率急剧下降;荧光诱导动力学曲线发生明显改变,而且光系统II供体侧和受体侧荧光产量的变化幅度分别达到24.3%和34.2%,表明玉簪由弱光转入强光后光系统II发生不可逆失活,且受体侧受到的伤害较供体侧更严重。因此,作者认为环境光强骤然提高并超过玉簪生长光强时很容易诱导其光合机构发生严重的光抑制。该研究对于理解植物适应光环境的策略以及喜阴植物的优质栽培有重要意义