項(xiàng)目名稱：    光纖光柵與光纖干涉?zhèn)鞲屑夹g(shù)基礎(chǔ)研究

推薦單位：    專家推薦

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：    本項(xiàng)目屬信息科學(xué)及技術(shù)領(lǐng)域。本項(xiàng)目圍繞光纖傳感學(xué)科中若干關(guān)鍵問題開展了大量卓有成效的創(chuàng)新性研究工作，推動(dòng)了光纖傳感學(xué)科的發(fā)展。主要研究?jī)?nèi)容與科學(xué)價(jià)值：1. 光纖光柵傳感技術(shù)基礎(chǔ)研究：（1）系統(tǒng)地提出了多種布拉格光纖光柵（FBG）傳感器復(fù)用（聯(lián)網(wǎng)）方法，解決了超大數(shù)量FBG復(fù)用的難題；（2）提出了多種FBG傳感信號(hào)處理方法并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；（3）首次報(bào)道了FBG醫(yī)用溫度分布式測(cè)量方法。應(yīng)邀為國(guó)際測(cè)量領(lǐng)域著名雜志Measurement Science & Technology撰寫了包含上述系列方法發(fā)現(xiàn)的綜述文章，被SCI他引132篇次，成為FBG傳感器領(lǐng)域最主要參考文獻(xiàn)之一，產(chǎn)生了很大國(guó)際影響；（4）發(fā)明了高頻CO2激光脈沖制造長(zhǎng)周期光纖光柵（LPFG）新方法，首次報(bào)道了基于新型LPFG的扭曲絕對(duì)傳感器及溫度和負(fù)載同時(shí)測(cè)量的傳感器；（5）提出了基于單個(gè)超長(zhǎng)周期光纖光柵（ULPFG）的溫度和折射率同時(shí)測(cè)量的新方法，首次發(fā)現(xiàn)ULPFG具有比普通LPFG高得多的扭曲靈敏度。2.光纖干涉?zhèn)鞲屑夹g(shù)基礎(chǔ)研究：（1）提出了低相干性光源合成方法并闡明了其機(jī)理，解決了光纖低相干光干涉術(shù)中長(zhǎng)期存在的中心干涉條紋位置快速精確確定的關(guān)鍵問題，并為光學(xué)相干層析術(shù)(OCT)的發(fā)展提供了新途徑，被SCI他引40篇次。（2）成功研制了系列高精度光纖壓力干涉?zhèn)鞲衅�，解決了限制光纖干涉儀用于靜態(tài)測(cè)量的兩個(gè)關(guān)鍵問題：絕對(duì)測(cè)量和大數(shù)量傳感器的復(fù)用。（3）提出了光纖F-P干涉?zhèn)鞲衅鞯念l分/波分復(fù)用方法，解決了光纖F-P傳感器復(fù)用能力差的難題。應(yīng)邀為Measurement Science & Technology撰寫了包含上述系列方法發(fā)現(xiàn)的綜述文章，被SCI他引51篇次。

引用情況：發(fā)表SCI論文45篇，其中國(guó)際知名學(xué)術(shù)雜志綜述論文3篇（被SCI他引223篇次）；在《Optics Letters》、《IEEE Journal of Lightwave Technology》和《IEE Electronics Letters》上分別發(fā)表5篇、4篇和9篇；55篇主要論文被SCI他引447篇次；13次國(guó)際會(huì)議特邀報(bào)告；撰寫英文專著三章；獲發(fā)明專利兩項(xiàng)。

主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)：  1.光纖干涉?zhèn)鞲屑夹g(shù)基礎(chǔ)研究：（1）首次發(fā)現(xiàn)和提出了低相干光光源合成方法并闡明了其機(jī)理，解決了光纖低相干光干涉術(shù)中長(zhǎng)期存在的難題：中心干涉條紋位置的快速精確測(cè)量；首次應(yīng)用上述的光源合成方法，實(shí)現(xiàn)了基于1.3um和1.55um雙低相干光光源合成的長(zhǎng)距離位移測(cè)量；進(jìn)一步提出了新的雙光源自相關(guān)函數(shù)相乘的低相干光光源合成改進(jìn)方法（技術(shù)光學(xué)學(xué)科，代表論文：1、3）。（2）首次研制成功基于光纖低相干光干涉原理的系列高精度壓力傳感器，部分成果已轉(zhuǎn)讓給英國(guó)航天航空公司；提出通用的光纖低相干光干涉?zhèn)鞲衅鲝?fù)用方法，從原理上解決了限制光纖干涉術(shù)用于靜態(tài)測(cè)量的兩個(gè)關(guān)鍵問題：絕對(duì)測(cè)量和大數(shù)量傳感器的復(fù)用（技術(shù)光學(xué)學(xué)科，代表論文：2、3）。（3）首次將光纖放大引入到光纖F-P干涉?zhèn)鞲衅髦�，解決了光纖F-P腔干涉信號(hào)弱的問題；提出了光纖F-P傳感器頻分/波分復(fù)用方法，解決了光纖F-P傳感器長(zhǎng)期存在的復(fù)用能力差的難題（技術(shù)光學(xué)學(xué)科，代表論文：4）。

2.光纖光柵傳感技術(shù)基礎(chǔ)研究：（1）系統(tǒng)地提出了多種布拉格光纖光柵（In-Fiber Bragg Grating: FBG）傳感器的復(fù)用（聯(lián)網(wǎng)）方法，包括空分復(fù)用（SDM）、空分復(fù)用與時(shí)分復(fù)用（SDM+TDM）、空分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用及波分復(fù)用（SDM+TDM+WDM）、無串?dāng)_的波分復(fù)用方法，解決了超大數(shù)量FBG傳感器的復(fù)用難題（技術(shù)光學(xué)學(xué)科，代表論文：5）。（2）提出和闡明了多種FBG傳感新方法及機(jī)理，包括光纖光柵傳感動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍擴(kuò)展方法；FBG靜、動(dòng)態(tài)應(yīng)變同時(shí)測(cè)量方法；FBG高分辨率應(yīng)變絕對(duì)測(cè)量方法；基于啁啾FBG的應(yīng)變/溫度同時(shí)測(cè)量方法等，解決了FBG傳感中動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍擴(kuò)大、靜動(dòng)態(tài)參數(shù)及多參數(shù)同時(shí)測(cè)量等難題（技術(shù)光學(xué)、工程光學(xué)學(xué)科，代表論文：5、8）（3）在FBG 傳感器應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面，首次報(bào)道了FBG醫(yī)用溫度分布式測(cè)量方法；首次將空分復(fù)用與波分復(fù)用的組合應(yīng)用于先進(jìn)的飛機(jī)用復(fù)合材料的內(nèi)部應(yīng)變監(jiān)測(cè)之中；首次將FBG應(yīng)用于心臟工作效率的模擬監(jiān)測(cè)之中；首次將FBG和F-P干涉儀集成式傳感器應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)三維編織復(fù)合材料的應(yīng)變及溫度測(cè)量（技術(shù)光學(xué)、工程光學(xué)學(xué)科，代表論文：6、7、9）。（4）發(fā)明了高頻CO2激光脈沖制造新型長(zhǎng)周期光纖光柵（Long-Period Fiber Graing: LPFG）的新方法；首次發(fā)現(xiàn)了該新型LPFG獨(dú)特的扭曲及橫向負(fù)載特性，提出了基于單個(gè)LPFG的溫度和橫向負(fù)載同時(shí)測(cè)量新方法；首次研究了新型LPFG的高溫傳感特性（技術(shù)光學(xué)、導(dǎo)波光學(xué)學(xué)科，代表論文：10）。（5）首次研究了新型超長(zhǎng)周期光纖光柵（Ultra Long-Period Fiber Graing: ULPFG）的折射率傳感特性，提出了基于單個(gè)ULPFG的溫度和折射率同時(shí)測(cè)量的新方法；首次發(fā)現(xiàn)新型ULPFG具有比普通LPFG高得多的扭曲測(cè)量靈敏度（技術(shù)光學(xué)、導(dǎo)波光學(xué)學(xué)科，主要論文：41、42）。

主要完成人：  1.   饒?jiān)平?/P>

該項(xiàng)目創(chuàng)新工作中所涉及的主要思想、方法、原理及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)均由本完成人提出并主要負(fù)責(zé)具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。所列論著主要由本完成人作為第一作者或唯一作者親自撰寫，>80%為第一作者或唯一作者（其余非第一作者的論文大部分由本完成人直接指導(dǎo)學(xué)生完成）。

10篇代表性論文：  1.   Synthesized source for white light interferometric sensing systems/Optics Letters

2.   Prototype fibre-optic-based Fizeau medical pressure sensor that uses coherence reading/Optics Letters

3.   Review Article: Recent Progress in Fibre-Optic Low-Coherence Interfernmetry/ Measurement Science & Technology

4.   SFDM/CWDM of Fiber-Optic Fizeau Strain Sensors/IEEE Photonics Technology Letters

5.   Review Article: In-Fibre Bragg Grating Sensors/Measurement Science & Technology

6.   In-fibre Bragg grating temperature sensor system for medical applications/IEEE J. of Lightwave Technology

7.   Strain sensing of modern composite materials with a spatial/wavelength multiplexed fibre grating network/Optics Letters

8.   Dual-cavity interferometric wavelength-shift detection for in-fibre Bragg grating sensors/Optics Letters

9.   Review Article: Recent progress in applications of in-fibre Bragg grating sensors/Optics and Lasers in Engineering

10.  Novel Fiber-Optic Sensors Based on Long-Period Fiber Gratings Written by High-Frequency CO2 Laser Pulses/IEEE J. of Lightwave Technology