本发明公开了一种具有保偏特性的光纤探针及其制备方法。该 光纤探针包括裸光纤探针和金属薄膜，裸光纤探针由去除保护层后的 椭圆芯保偏光纤制得，其一端为针尖结构，针尖下端面为椭圆形，针 尖顶部沿针尖下端面的长轴方向存在凹槽，将针尖顶部分割成对称的 两瓣，金属薄膜覆盖除凹槽外的裸光纤探针的表面，在针尖顶部形成 两瓣金属薄膜，两瓣金属薄膜与凹槽形成表面等离子体增强结构。本 发明能显著提高探针顶端偶极子体的辐射率，提高相干信噪比，制备 过程容易精确控制，且可重复性好。该光纤探针除能应用于近场光学 显微镜外，还能应用于拉曼光谱、白光纳米椭偏仪和超快泵浦的探测。 

成果与项目的背景及主要用途： 大型工程活动的安全关系着人类生命安全和社会经济活动，桥梁、隧道、建筑物的结构失稳、崩塌、火灾等事故应做到及早预测与警报。光纤传感系统作为智能结构的神经网络，可为人们获知结构内部工作状态信息提供有力工具，用来测量混凝土结构变形及内部应力，检测大型结构、桥梁健康状况等。天津大学科技成果选编 技术创新： 光纤传感器：新型的光纤温度、应变传感器具有高灵敏性、高精度以及体积小的特点，便于做分布式安装，达到多点化、实时化的精准测量。光纤解调系统：研发了一系列新型的光纤光栅温度、应变传感在线监测仪。基于 DSP 技术，可实现波长解调速度 200KHZ、智能分析、智能判断和实时传输。特别适合多通道多传感器以及多传感器有同步要求的监测设备。研制了低熔点玻璃焊接封装的渗压计，极大降低了温度和湿度对压力测量的影响。 技术水平及专利与获奖情况： 专利：“光纤 Bragg 光栅传感解调装置及解调方法” 200510014877.7 应用前景分析及效益预测： 光纤传感器进入结构监测领域具有重要意义。光纤传感器的轻巧性、耐用性和长期稳定性，使其能够方便的应用于建筑钢结构和混凝土等各种建筑材料的内部应力、应变检测。已与中国计量科学研究院、国家防爆电气产品质量监督检验中心等多家机构合作，成功在石油、电力、桥梁、隧道等多个领域，实现 400多个项目的应用。 应用领域：石化系统、电力系统、隧道监测、桥梁监测、大型结构监测等 合作方式：合作开发

SD-FC4020型光纤激光切割机是采用进口国际最先进的光纤激光器输出高能量密度的激光束，并聚集在工件表面上，使工件上被超细焦点光斑照射的区域瞬间熔化和气化，通过数控机械系统移动光斑照射位置而实现自动切割。 该设备集最先进的光纤激光技术、数控技术、精密机械技术于一体，是切割不锈钢板、碳钢板、 镀锌板、冷扎板和铝板的首选。广泛应用于钣金加工、航空、航天、电子、电器、汽车、食品机械、纺织机械、工程机械、精密配件、轮船、冶金设备、电梯、家用电器、工艺礼品、工具加工、装饰、广告等领域。 

一、产品简介     在光纤的使用过程中，光纤线路的耦合对于其中光功率的传输至关重要。其中存在着两种主要的系统问题：1、如何从多种类型的发光光源将光功率耦合进一根特定的光纤；2、如何将光功率从一个光纤发射出来后经过特定的装置耦合进另外一根光纤。这两种情况都要考虑一系列因素，包括光纤的数值孔径、光纤的纤芯尺寸、光纤纤芯的折射率分布等，除此之外还要考虑光源的尺寸、辐射强度和光功率的角度分布等。每种连接方法都会受制于一些特定的条件，它们在连接点处都将导致不同数量的光功率损耗。这些损耗取决于一定参数，诸如连接点的输入功率分布、光源与连接点之间的光纤长度、在连接点处相连的两根光纤的几何特性与波导特性以及光纤头端面的质量等等。此外，多模光纤之间的连接和单模光纤之间的连接所产生的光功率损耗也有较大差异，需要区别对待。   该实验仪就是我公司针对以上问题而开发的，通过实验平台的搭建，可以让学生更深刻的了解光纤耦合的相关参数和特性，也能锻炼学生校准光路等方面的动手能力。 二、实验内容 1、650nm激光器与光纤耦合实验 2、1550nm光纤激光器与光纤耦合实验 3、相同模式光纤之间耦合实验 4、不同模式光纤之间耦合实验 5、光源与显微物镜及准直器耦合特性对比实验 三、实验配置参数 1、平台组件，导轨长度：500mm； 2、光源，波长650/1550±2nm；输出功率≥0.5mW；输出尾纤FC/PC(可定制)； 3、光功率计：400-1100nm；输入接口：航空插头；校准波长633nm；测量范围：-65dB~10dB； 4、软件：配套仪器使用，数据采集处理； 5、配置：光源，光功率计，光纤跳线，法兰盘，准直器，显微物镜，实验操作平台，实验指导书及实验录像光盘等。

简单介绍： 蛇形冷光源光纤灯性能特点：多组份玻璃光纤加工的光纤传光束，具有数值孔径大，传输损耗小，光绝缘性能好，光纤较细，填充率低，光强度大，抗电磁干扰能力强，柔软、易弯曲，蛇形冷光源光纤灯可随意改变路径，满足实验需要。 详情介绍： 技术参数： 1.电源电压：~220V+20V 50Hz+1Hz2.灯泡功率：24/150W3.色温：4000K4.输出照度：1 800.000LX5.主机材质：金属烤漆6.光纤材质：玻璃光纤7.机箱尺寸：245MM /1.00MM/ 150MM8.亮度调节：M >[连续可调光色暖白色 9.光源类型：卤素系列10.整机噪音：≤54DB11.净重：3.5KG 12.毛重：4.0KG

PVC是最常用的通用塑料。目前，在PVC制品中大量使用的增塑剂ESO（环氧大豆油）的 关键指标环氧值为5.9～6.1。使添加量只能在10%以下。而环氧值>6.5则称为高环氧值ESO，具 有相容性好、辅助稳定效果好、环境友好等优点，该类ESO国内尚无企业生产。基本为进口或 外资产品，售价比普通ESO高60%以上。 本工艺除了能够生产高环氧值ESO产品以外，另一个特点就是生产过程中同时副产一种化 工原料，完全没有常规ESO生产中的大量废水排放，工艺无污染并提高了企业的经济效益。

环氧虫啶（简称QS）是一种新型的新烟碱类杀虫剂。环氧虫啶是国际上第一个nAChR的拮抗剂，极有可能成为国际上具有重要影响力的新一类杀虫剂，其活性显著优于吡虫啉。目前项目已经完成了2种剂型14地药效试验，结果表明：对水稻褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱均高效，对甘蓝蚜虫和黄瓜蚜虫也有良好防效，对稻纵卷叶螟有较好的兼防效果，对棉田烟粉虱活性显著高于吡虫啉，日本大冢和我们的测试结果均表明该化合物的活性高于美国陶氏益农将于2014年全球上市的新一代新烟碱杀虫剂氟啶虫胺腈（Sulfoxaflor）。另外，其蜜蜂毒性也显著降低，环氧虫啶48小时急性摄入LC50为19.18mg/L, 吡虫啉4.94mg/L,明显低于吡虫啉，环境安全性得到提升。此外对羊、兔的绦虫和球虫显示出优异的活性。申请中国专利2项（CN 101747320A，CN 201910258534.3）和国际专利1项（WO2010/069266 A1）。

环氧虫啶（简称QS）是一种新型的新烟碱类杀虫剂。环氧虫啶是国际上第一个nAChR的拮抗剂，极有可能成为国际上具有重要影响力的新一类杀虫剂，其活性显著优于吡虫啉。 目前项目已经完成了2种剂型14地药效试验，结果表明：对水稻褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱均高效，对甘蓝蚜虫和黄瓜蚜虫也有良好防效，对稻纵卷叶螟有较好的兼防效果，对棉田烟粉虱活性显著高于吡虫啉，日本大冢和我们的测试结果均表明该化合物的活性高于美国陶氏益农将于2014年全球上市的新一代新烟碱杀虫剂氟啶虫胺腈（Sulfoxaflor）。另外，其蜜蜂毒性也显著降低，环氧虫啶48小时急性摄入LC50为19.18mg/L, 吡虫啉4.94mg/L,明显低于吡虫啉，环境安全性得到提升。此外对羊、兔的绦虫和球虫显示出优异的活性。

本项目所研究的超大直径难变形环件主要应用于大型机械、船舶、石油化工、航空航天、原子能、核能等国家重大装备制造行业。在航空航天领域，环形件是发动机及火箭的关键零件，广泛应用在航空发动机的压气机机匣、涡轮机匣、结合环、安装边、封严环、新一代大型运载火箭储箱结构框等重要部位。随着国家航空航天、原子能、核电能等的发展需要，对环件尺寸要求越来越大，精度、强度、刚度方面的要求也越来越高。因此超大直径难变形材料环件的研究对于提升我国重大装备制造行业有着至关重要的

【研究背景】 图1所示高斯光斑、平顶圆光斑和环形光斑作用在材料上的光强与温度场分布示意图，常规高斯光束能量分布不均匀，中心能量强边缘能量弱，使用高斯分布聚焦光斑进行激光焊接时，由于光斑中心部分吸收的激光能量高，材料容易熔化气化蒸发，从而产生飞溅、形成凹陷和空洞等缺陷。平顶光斑作用在材料上时，用于热传导的作用，还是会造成中心与边缘的温度场分布不均匀，焊接熔深呈现月牙分布。控制飞溅、凹陷和空洞等缺陷的关键因素是控制激光束的能量分布，减少中心材料温度和以及焊点中心和边缘的温度差。合理设计的环形光斑，有利于获得相对均匀性的温度场分布和相对均匀的熔深分布，减少飞溅、凹陷和空洞等焊接缺陷，是目前高端激光焊接应用的一个技术发展方向。 图1 不同光斑的光强分布和在材料上的温度场分布 【痛点问题】 现有基于摆动扫描方式和点环形模式可调光纤激光器，在一定程度上解决了激光焊接的飞溅问题，但是存在结构复杂，设备制造成本和维护成本高，而且不太适合高精密或大功率厚板的激光焊接。 【解决方案】 本成果从激光光学聚焦头的设计上，提出了申请专利技术的基于衍射光学元件和折射光学元件的环形光斑或点环产生方法，结构设计灵活方便，可适用于高精密激光焊接、高反射材料加工和高功率厚板激光焊接。 （1）基于衍射光学元件的环形光斑产生方法 为了解决能量分布不均匀以及光束敏感性的问题，本成果通过螺旋相位板产生涡旋光束来获得环形光斑进行焊接。螺旋相位板是一种具有固定折射率的透明板，其一面是平面结构，相对面具有螺旋形状结构，类似于旋转台阶，如图2所示。 图2 螺旋相位板结构 螺旋相位板其厚度随着方位角的变化而变化。高斯分布的激光束从螺旋相位板平面端面入射，光束中心与螺旋相位板中心对齐，出射的光束相位被改变，附加一个螺旋相位因子，能量分布变为环形分布，出射的光束变为涡旋光束，其中l为涡旋光束的拓扑荷数，影响涡旋光束能量较低区域的大小。螺旋相位板的台阶高度通常为微米量级，并且初始光束都是通过扩束系统扩束的，基本没有发散，因此，螺旋相位板对光束光强基本没有衰减，而只是改变光束的相位。利用螺旋相位板产生的涡旋光束解决了能量分布均匀性的问题，同时用螺旋相位板产生的涡旋光束的稳定性好，环形的能量分布特点，不容易受到外界其他因素影响，可以较为稳定地保持光斑均匀性。本成果具体产生涡旋光束的光路图如图3所示。表1给出了不同拓扑数涡旋光束的光场分布。 图3 产生涡旋光束的光路图 表1 不同拓扑数涡旋光束的光场分布 本成果设计加工了产生涡旋光束的衍射光学元件，通过组合获得了不同拓扑数的涡旋光束，图4给出实验生产的涡旋光束，相对其他方法产生的环形光斑，采用涡旋光束方式产生环形光斑的好处是，离开焦面还能保持环状光强分布。除了在激光增材制造有用外，这种光束未来在切割、焊接、打孔等方式都有应用，可以获得更好的温度场分布和更好的激光加工效果。 图4 实验生产的涡旋光束 （2）基于折射光学元件的环形光斑或点环光斑产生方法 图5为基于折射光学元件的环形光斑的产生方法，包括透射式的和全反射式的结构，后面根据不同的焊接温度场分布设计不同组合的环形光斑。 （a）三镜方案 （b）两镜方案 （c）单镜方案 图5 基于折射光学元件的环形光斑的产生方法