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公开(公告)号：CN115201157A
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202210804562.6
申请日：2022-07-08
申请人： 武汉理工大学
IPC分类号： G01N21/552
摘要： 本发明公开了一种基于MOF双曲超材料的SPR气体折射率传感器，包括光波发射装置、光波传输装置、SPR激发装置和光波接收装置；光波发射装置发射光波；光波传输装置包括第一透镜、偏振片、第二透镜和单模光纤；光波经由第一透镜聚焦后，通过偏振片产生P偏振光；SPR激发装置包括高折射率棱镜和在其表面生长的金属有机骨架MOF双曲超材料，通过MOF激发的SPR区域为气体折射率传感区域；P偏振光入射到SPR激发装置后，经由第二透镜和单模光纤进入光波接收装置。本发明利用自然双曲超材料作为SPR激发材料，通过化学生长方法制备，能很好地在亚波长尺度上有序生长；利用MOF构成双曲超材料，其较与人工超材料没有用于电子散射的内部界面，能量损失低。
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公开(公告)号：CN115184304A
公开(公告)日：2022-10-14
申请号：CN202210706118.0
申请日：2022-06-21
申请人： 武汉理工大学
摘要： 本发明公开了一种CO2与CO双参量测量光波导气体传感器，包括输入波导，输入波导与分光器相连，分光器将输入波导的光等分到第一分支波导、第二分支波导和第三分支波导，第一分支波导、第二分支波导和第三分支波导的光通过合光器耦合并输出到输出波导；第一分支波导与第三分支波导组成对CO2选择性吸附的非对称马赫‑曾德尔干涉仪，第二分支波导与第三分支波导组成对CO选择性吸附的非对称马赫‑曾德尔干涉仪。本发明还公开了CO2与CO双参量测量光波导气体传感器的使用方法。本发明可以实现CO2气体与CO气体的同时测量。
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公开(公告)号：CN115494580A
公开(公告)日：2022-12-20
申请号：CN202210962031.X
申请日：2022-08-11
申请人： 武汉理工大学
摘要： 本发明公开一种空芯反谐振光纤可调谐滤波器，包括反谐振光纤和超表面，超表面位于反谐振光纤的端面上；反谐振光纤包括石英包层、玻璃壁与空气纤芯，超表面为柔性衬底和周期性排列的金属孔洞阵列，在x和y方向周期性分布；由反谐振光纤射出的光入射到超表面上，金属表面产生等离子体波，在特定的波长下产生等离子体共振，以实现滤波；对反谐振光纤的侧面施加压力，产生一定的形变，以对超表面的x和y方向的周期进行调整，实现等离子体耦合共振的动态调制。本发明利用超表面对反谐振光纤输出光场进行调控，实现在中红外波段进行高效的光学传输以及调制，且通过调节施加压力的大小，可以实现等离子体耦合共振的动态可调功能，选择不同的工作波长。
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公开(公告)号：CN115327696A
公开(公告)日：2022-11-11
申请号：CN202210960918.5
申请日：2022-08-11
申请人： 武汉理工大学
摘要： 本发明公开一种空芯反谐振光纤可调谐反射器，包括反谐振负曲率空芯光纤、周期排列的超表面纳米结构阵列和柔性基底；其中，周期排列的超表面纳米结构阵列位于柔性基底上；柔性基底固定在反谐振负曲率空芯光纤的端面，使周期排列的超表面纳米结构阵列位于反谐振负曲率空芯光纤的端面，形成可调谐光纤反射器；在反谐振负曲率空芯光纤纤芯传播的光入射到超表面上时，超表面产生电偶极子共振，将目标波长反射；柔性基底受压强影响产生形变，进而使超表面纳米结构阵列的几何参数发生改变，实现谐振波长的动态调控。本发明通过超表面和反谐振负曲率空芯光纤的结合，不仅解决了反谐振负曲率空芯光纤反射器器难以集成的问题，还实现了反射波长的动态调控。
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公开(公告)号：CN115184311A
公开(公告)日：2022-10-14
申请号：CN202210804555.6
申请日：2022-07-08
申请人： 武汉理工大学
IPC分类号： G01N21/552
摘要： 本发明公开了一种基于MOF双曲超材料的SPR二氧化碳气体光纤传感器，包括光纤微结构和MOF双曲超材料层；光纤微结构包括单模光纤和在单模光纤上制作的长周期光纤光栅，MOF双曲超材料涂覆在长周期光纤光栅处，形成MOF双曲超材料层，共同构成传感区域，光纤传感头两端分别连接光源和光谱仪。本发明利用MOF构成双曲超材料，其较与人工超材料没有用于电子散射的内部界面，能量损失会远低于人工超材料；本发明利用MOF双曲超材料高面内电导率和弱层间范德华耦合导致强介电各向异性，能支持更大的波矢，局域场效果增加，进一步提高传感器性能；本发明利用MOF双曲超材料自身的多孔特性，能改善传感器对气体的吸附和脱附能力，进一步提高其传感灵敏度。
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公开(公告)号：CN115184305A
公开(公告)日：2022-10-14
申请号：CN202210707611.4
申请日：2022-06-21
申请人： 武汉理工大学
摘要： 本发明公开了一种基于级联长周期波导光栅结构的CO2气体传感器，包括由下至上依次布置的硅衬底、波导下包层、条形波导芯层和波导上包层，在条形波导芯层的上表面设置第一长周期波导光栅及第二长周期波导光栅，条形波导芯层采用聚合物材料，波导下包层采用聚合物材料，波导上包层采用对CO2气体选择性吸附强的聚合物与金属‑有机骨架材料的复合气敏材料。本发明还公开了基于级联长周期波导光栅结构的CO2气体传感器的使用方法。本发明解决了ZIF‑8制作在光波导表面耗时、对ZIF‑8膜均匀性要求高和传感器灵敏度低的问题，同时利用干涉仪输出光谱波谷的特征波长对外界环境折射率扰动的高灵敏响应，实现对CO2气体的高灵敏快速测量。
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公开(公告)号：CN115184306B
公开(公告)日：2024-11-12
申请号：CN202210707621.8
申请日：2022-06-21
申请人： 武汉理工大学
摘要： 本发明公开了一种基于游标效应的光波导CO2气体传感器，包括输入波导，输入波导与分光器相连，分光器将输入波导的光等分到第一分支波导、第二分支波导和第三分支波导，第一分支波导、第二分支波导和第三分支波导的光通过合光器耦合并输出到输出波导，第一分支波导与第二分支波导构成非对称的马赫‑曾德尔型传感干涉仪，第二分支波导与第三分支波导构成非对称的马赫‑曾德尔型参考干涉仪；通过马赫‑曾德尔型传感干涉仪和马赫‑曾德尔型参考干涉仪形成游标效应实现对CO2气体的高灵敏度传感测量。本发明还公开了基于游标效应的光波导CO2气体传感器的使用方法。本发明基于游标效应产生的包络输出谱，相较于单个传感干涉仪，获得更高的灵敏度。
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公开(公告)号：CN113310944B
公开(公告)日：2024-08-06
申请号：CN202110590416.3
申请日：2021-05-28
申请人： 武汉理工大学
摘要： 本发明公开了一种基于拉锥扭转偏孔光纤的液体折射率传感器，包括第一单模光纤、偏孔光纤和第二单模光纤，所述偏孔光纤的两端分别与第一单模光纤和第二单模光纤连接，所述偏孔光纤的中间部分通过拉锥扭转形成螺旋锥腰区，所述偏孔光纤内沿直线传输的纤芯模与螺旋锥腰区内沿螺旋路径传输的包层模相干涉形成光纤马赫‑泽德干涉。本发明的液体折射率传感器灵敏度大大提升，且机械强度好，结构更加稳定。
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公开(公告)号：CN115266651A
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202210804546.7
申请日：2022-07-08
申请人： 武汉理工大学
IPC分类号： G01N21/552 , G01N21/41 , G02B1/00
摘要： 本发明公开了一种基于MOF双曲超材料的折射率增强型SPR光纤传感器，包括光纤微结构和MOF双曲超材料层；光纤微结构为锥形光纤或侧边抛磨光纤；MOF双曲超材料涂覆在光纤微结构处，形成MOF双曲超材料层；光纤微结构和MOF双曲超材料层共同构成传感区域，光纤传感区域两端分别连接光源和光谱仪。本发明利用自然双曲超材料作为SPR激发材料，通过化学生长方法制备，能很好地在亚波长尺度上有序生长；本发明利用MOF构成双曲超材料，其较与人工超材料没有用于电子散射的内部界面，能量损失会远低于人工超材料；本发明利用MOF双曲超材料自身的多孔特性，能改善传感器对气体的吸附和脱附能力，进一步提高其传感灵敏度。
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公开(公告)号：CN115265893A
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202210804554.1
申请日：2022-07-08
申请人： 武汉理工大学
摘要： 本发明公开了一种基于MOF双曲超材料的TFBG气压传感器，包括单模光纤和传感区域；传感区域包括在单模光纤纤芯上制作的倾斜光纤光栅TFBG和生长在TFBG包层表面的MOF双曲超材料，传感区域两端分别连接光源和光谱仪；经由TFBG将纤芯中传播的基模激发到包层模，产生的倏逝波渗透到MOF双曲超材料界面，引发超材料层中的自由电子产生表面等离子体波，当两者频率相等发生共振，界面处出现衰减全反射的现象，出现SPR谐振谷；当外界环境中的气压变化时，其进入到MOF孔中气体分子数不同，引起MOF的折射率变化，从而导致双曲超材料层表面激发的SPR波谷发生漂移，根据其漂移量对气压进行传感响应。本发明的TFBG气压传感器能量损失低，传感器的灵敏度高，适应环境广。
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