項目名稱：    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

項目簡介：    本項目屬信息科學(xué)及技術(shù)領(lǐng)域。本項目圍繞光纖傳感學(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，推動了光纖傳感學(xué)科的發(fā)展。主要研究內(nèi)容與科學(xué)價值：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傳感信號處理方法并進行了實驗驗證；（3）首次報道了FBG醫(yī)用溫度分布式測量方法。應(yīng)邀為國際測量領(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)域最主要參考文獻之一，產(chǎn)生了很大國際影響；（4）發(fā)明了高頻CO2激光脈沖制造長周期光纖光柵（LPFG）新方法，首次報道了基于新型LPFG的扭曲絕對傳感器及溫度和負載同時測量的傳感器；（5）提出了基于單個超長周期光纖光柵（ULPFG）的溫度和折射率同時測量的新方法，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理，解決了光纖低相干光干涉術(shù)中長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)測量的兩個關(guān)鍵問題：絕對測量和大數(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次國際會議特邀報告；撰寫英文專著三章；獲發(fā)明專利兩項。

主要發(fā)現(xiàn)點：  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理，解決了光纖低相干光干涉術(shù)中長期存在的難題：中心干涉條紋位置的快速精確測量；首次應(yīng)用上述的光源合成方法，實現(xiàn)了基于1.3um和1.55um雙低相干光光源合成的長距離位移測量；進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)測量的兩個關(guān)鍵問題：絕對測量和大數(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)用與時分復(fù)用（SDM+TDM）、空分復(fù)用、時分復(fù)用及波分復(fù)用（SDM+TDM+WDM）、無串擾的波分復(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傳感新方法及機理，包括光纖光柵傳感動態(tài)測量范圍擴展方法；FBG靜、動態(tài)應(yīng)變同時測量方法；FBG高分辨率應(yīng)變絕對測量方法；基于啁啾FBG的應(yīng)變/溫度同時測量方法等，解決了FBG傳感中動態(tài)測量范圍擴大、靜動態(tài)參數(shù)及多參數(shù)同時測量等難題（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，首次報道了FBG醫(yī)用溫度分布式測量方法；首次將空分復(fù)用與波分復(fù)用的組合應(yīng)用于先進的飛機用復(fù)合材料的內(nèi)部應(yīng)變監(jiān)測之中；首次將FBG應(yīng)用于心臟工作效率的模擬監(jiān)測之中；首次將FBG和F-P干涉儀集成式傳感器應(yīng)用于國產(chǎn)三維編織復(fù)合材料的應(yīng)變及溫度測量（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獨特的扭曲及橫向負載特性，提出了基于單個LPFG的溫度和橫向負載同時測量新方法；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ULPFG的溫度和折射率同時測量的新方法；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.   饒云江

該項目創(chuàng)新工作中所涉及的主要思想、方法、原理及實驗方案設(shè)計均由本完成人提出并主要負責(zé)具體實施實驗驗證。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