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【挑战杯系列】新型光纤激光液压传感器科研团队:兴趣助我们走得更远

字体: 2017年03月31日 浏览量: 来源: 新闻社 作者: 易红 发布:新闻中心

走进光子技术研究院的实验室,映入眼帘的便是满屋的精密科研器件。“这就是新型光纤激光液压传感器,这个器件可以测量任何物体的压力。” 光子技术研究院2015级硕士肖鹏指着一个四方的小器件介绍道。这个研究新型光纤激光液压传感器件的科研团队,由5位光子技术研究院的硕士生组成,分别是光子技术研究院的2015级硕士生刘童和肖鹏、2016级硕士生徐志远和查逸涵,项目总负责人是光子技术研究院2014级硕士生冯福荣。

(光纤团队)

多个创新点集一身

“这个光纤器件的创新点就是具有高分辨、高压力灵敏度的特性,结构小巧,可以便携式测量,而且成本低,能够广泛应用到石油管道运输、能源勘探以及水利领域等高温高压环境中进行压力监测。”冯福荣简单概括了这个新型光栅器件的特点,并且展示了这个器件的样品----一个四方的扁小的器物,有用的部分长度是1.3厘米,直径126微米。“我们做了一个激光器,当你压上去,压力反映到谱面上来就是一个波长的变化,可以转化为压强或者直接的压力。在高温高压的环境下,可以同时探测温度和压强”,肖鹏补充道,“一般这个器件是要3厘米以上长的,但是我们可以做得更小、更短,大概只有1点多厘米。”

这个基于IIA型光栅的耐高温超短腔正交双频DBR光纤激光液压传感器的工作原理就是:利用IIA型DBR光纤激光器的高温稳定性,保证激光器在高温下的拍频稳定性,同时利用拍频对侧压力的高敏感性,使得液体压力进行高灵敏度传感测量成为可能。

据了解,目前市面上使用的测压传感器是跟这个新型光纤器件的原理完全不同,而且不耐高温。大部分的产品在300多度的温度下就会退化,而这个新型光纤器件在600多度的高温情况下依旧可以正常运作。

克服困难向前走

在进行这个项目研究时,团队成员分工明确。冯福荣主要负责整个项目前期工作的统筹和激光器的制作,刘童负责后面的封装和资料收集,其他人就一起合作制作一些光纤器件。这个项目的指导老师是光子技术研究院教授关柏鸥和副研究员冉洋,他们负责统筹项目的其他事情,进行理论指导,给科研提出一些建设性意见,并作决策。

项目的申请源于学校的“攀登计划”,学校出资,承包一个科研团队的所有费用。“大家都有自己的科研任务,这个项目是大家因为兴趣而主动去申请的,并不在导师的科研任务内。”冯福荣解释道。他在读硕士期间一直在研究新型的光栅器件,发现了这种新型光栅器件之后就一直在寻找它的应用点,如激光器、传感器等等。“这个项目在2015年就申请下来了,这也算是大家平时科研工作中的一部分。我们把这个项目当做是实验的研究历程。”冯福荣说道。

“在做实验时是完全无法想到会遇到什么困难的,所以是遇到一个困难就努力解决一个。”刘童说。目前,这个研究的最大难题是缺乏高温高压的探测环境和液压标定环境。因为实验室里可营造高温高压环境的机器正在维修,所以无法对这个新型光纤器件进行测试。因此,他们现在只能转换环境,来测物体表面的压力,从而侧面表现这个器件可以用来探测物体压力的特性。

关于产品的面世,冯福荣表示,产品面世有点难,因为很多技术参数需要细究,而且实验室的研究成果真正转化为生活用品一般要经历三到五年甚至十年以上的时间,目前在硕士研究阶段基本不能达成。

“这个项目目前和我们的预想存在一定差距,我们的目标是把探测器做得更小,探针器更细小,可以直接放置在物体内去探测压强和温度。”冯福荣说道。在一旁的肖鹏坚定地点了点头,说:“我们就想把东西做好,尽量做得严谨一点。尽量把我们能够想到的问题都克服。”

(刘童在做实验)

兴趣是最大的动力

这是一个一心一意走科研道路的团队。“科研其实是一个很有意思的过程。”在刘童看来,这个科研项目给她带来的最大好处就是在和指导老师的互动协作中形成了良好的习惯。因为在研究的过程中,和指导老师像朋友和工作伙伴一样相处,能够直接随时交流。有问题就立即反馈,导师及时回复,这让科研成员能够时刻保持着积极的态度和调研的热情。“这种良好的科研习惯会让我以后研三甚至读博都会有一个更好的的发展。”

大家出于共同的兴趣而聚集在一起,共同研发一个充满可能性的新型器物,在研究的过程中学习和成长。“在探索和解决自己想解决的问题时的那种收获感和满足感是平时生活中很难得到的。就像你们相中一件衣服,攒了好久的钱,然后买下了的感觉。”刘童略带兴奋地说。

目前,这个关于新型光纤激光液压传感器的研究已经发表了三篇SCI论文,并在2016年申请获得两项国家发明专利(均公开进入实质审查阶段)。

五位科研团队的成员站在略拥挤的光子技术研究院实验室里,在交流的过程中不时发出一些笑声。在谈及这个项目的未来时,刘童认真地说:“做的过程中如果发生一些更奇妙的事情,我们就会更感兴趣一些。如果有一天它能让我们的兴趣更大一点,我们可能会做得更多。”

(文/新闻社 易红 图/光纤团队提供)

编辑:王咏

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