刘庆文特别研究员

址: 5-108 SEIEE Bldg.

话:021-34204316

箱: liuqingwen@sjtu.edu.cn

研究中心:智能光子学研究中心

个人简介

上海交通大学特别研究员,博士生导师。先后于2005年和2007年在天津大学获得学士和硕士学位,2012年在日本东京大学获得博士学位,随后在东京大学从事博士后研究工作,2013年加入上海交通大学电子工程系,先后任职特别副研究员和特别研究员。

主要从事光纤传感和光学测量技术研究,提出一系列超高分辨率光纤光栅传感技术,实现基于光纤传感器的地壳准静态应变监测;发明时间门控光频域反射仪方案,解决了分布式声波传感中测量距离与空间分辨率之间的矛盾,并提出了有效消除相干衰落噪声的算法,实现高保真分布式声波传感;主持及参与面上项目、基金委重大仪器专项、重点研发计划项目等10余项,已发表学术论文130余篇,国内外获授权发明专利10余项,其中分布式声波传感器技术已实现产业化推广。

研究领域

光纤传感器技术

光学测量技术

研究方向

高分辨率光纤传感器

  • 光纤光栅、光纤干涉仪等光纤器件的光谱与其温度、应变等参量有关,通过对光谱的精密检测,可以实现对待测参量信息的超高分辨率传感。
  • 本方向致力于研究新的光纤传感器检测原理和方案,实现对温度、形变、加速度、角速度等参量的测量,提高测量的分辨率和准确度等关键技术指标。

分布式光纤传感技术

  • 光波在光纤中传输时会产生极微弱的后向散射光,该后向散射光信号携带了光纤自身状态的信息,分析其特征可以得到光纤沿线的温度、应变、振动等环境信息,此时光纤本身即为一个连续分布的传感器。
  • 本方向开展新型光反射仪技术和信号分析算法,开发具备多参量、长距离、高空间分辨率、宽响应频率的分布式光纤温度/应变/振动传感系统,并实现产业化。

空间光传感

  • 激光雷达/全息成像/相干衍射成像
  • 基于光纤的高灵敏度超声传感器/传感器阵列/光声成像


授课

《光纤通信概论》,本科二年级上学期(秋季学期)

《信号与系统》,本科二年级下学期(春季学期)

科研项目
  1. 国家自然科学基金面上项目,基于外部调制双边带光频域反射仪的高性能分布式光纤声波传感技术研究,2022.01-2025.12,主持
  2. 国家自然科学基金面上项目,基于时间门控光频域反射仪的分布式声波传感系统研究,2019.01-2022.12,主持
  3. 国家重点研发计划,高精度地球物理场观测设备研制,2018.12-2021.12,参与
  4. 国家重点研发计划,先进光纤传感材料与器件关键技术及应用,2017.07-2020.12,参与
  5. 国家自然科学基金重点国际合作,超高精度光纤传感网及其在地壳形变测量中的应用,2017.01-2021.12,参与
  6. 国家自然科学基金重大仪器专项,面向地壳形变感测的超高精度光纤应变场检测仪,2014.01-2018.12,参与
  7. 国家自然科学基金青年基金,超高分辨率光纤地壳应变张量检测关键技术研究,2014.01-2016.12,主持
  8. 朴牛(上海)科技有限公司,分布式光纤传感器性能优化研究,2021.08-2022.07,主持
  9. 中煤科工集团,基于光纤技术的刮板运输机位置监控系统,2019.12-2021.10,主持
  10. 朴牛(上海)科技有限公司,高精度分布式光纤温度传感器技术,2019.10-2020.10,主持
  11. 中国计量科学研究院,经皮黄疸仪计量校准器具,2019.10-2020.06,主持
  12. 朴牛(上海)科技有限公司,分布式光纤声波传感器技术,2018.09-2019.08,主持
  13. 日本NeuBrex Co. Ltd., 专利技术实施许可合同,2018.01-2018.12,主持


学术兼职

Photonics 客座编辑

CIOP 2021 Subcommittees


著作及专利

1.       基于支架式光纤光栅的高压电场精确测量方法及装置,专利号:201410300570.2

2.       基于非垂直式光纤光栅的高压电场精确测量方法及装置,专利号:201410300550.5

3.       分布式光纤传感系统及其振动检测定位方法,申请号:201610719172.3

4.       可消除衰落噪声的分布式光纤振动传感系统及其解调方法,申请号:201610635522.8

5.       用于温度与应变同时测量的光纤光栅式传感系统及方法,申请号:201610489840.8

6.       基于频率合成的光频域反射方法及系统,申请号:CN PCT/CN2016/070108

7.       亚纳应变级多点复用光纤光栅准静态应变传感系统,申请号:201510859667.1

8.     光纤光栅应变传感系统,申请号:201510639249.1

9.     高精度光纤光栅温度传感系统,申请号:201510450132.9

重要论文
  1. Zuyuan He, Qingwen Liu, “Optical Fiber Distributed Acoustic Sensors: A Review,” IEEE Journal of Lightwave Technology 39(12): 3671-3686 (2021) (Invited Tutorial Review)  https://doi.org/10.1109/JLT.2021.3059771
  2. Qingwen Liu, Shuangxiang Zhao, Zuyuan He, “Improved Pound-Drever-Hall Techniques for High Resolution Optical Fiber Grating Sensors,” IEEE Journal of Lightwave Technology 39(12): 3846-3854 (2021) (Invited Review)  https://doi.org/10.1109/JLT.2021.3052170
  3. Yuanpeng Deng, Qingwen Liu, Zuyuan He, “Distributed Fiber-Optic Acoustic Sensor for Sparse-wideband Vibration Sensing with Time Delay Sampling,” IEEE Sensors Journal  21(12): 13290-13295 (2021) https://doi.org/10.1109/JSEN.2021.3068380
  4. Yuanyuan Liu, Qingwen Liu, You Li, Bingxin Xu, Junyong Zhang, and Zuyuan He, “High-resolution multi-wavelength lensless diffraction imaging with adaptive dispersion correction,” Optics Express 29(5):7197-7209 (2021) https://doi.org/10.1364/OE.419128
  5. He Li, Qingwen Liu, Dian Chen, Zuyuan He*, “Centimeter spatial resolution distributed temperature sensor based on polarization-sensitive optical frequency domain reflectometry,” IEEE Journal of Lightwave Technology 39 (8): 2594-2213 (2021), https://doi.org/10.1109/JLT.2021.3052036
  6. Yuanyuan Liu, Qingwen Liu, You Li, Junyong Zhang, and Zuyuan He, “High-resolution multi-planar coherent diffraction imaging with multimode fiber source,” Optics and Lasers in Engineering 140, 106530 (2021) https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2021.106530
  7. Shuangxiang Zhao, Qingwen Liu, Jiageng Chen, Zuyuan He, “Resonant fiber-optic strain and temperature sensor achieving thermal-noise-limit resolution,” Optics Express 29(2): 1870-1878 (2021) https://doi.org/10.1364/OE.415611
  8. 王一凡,刘庆文,何祖源,“基于人工神经网络的瑞利散射频谱解调方法,” 光学学报,41(13): 1306012 (2021)
  9. Shuangxiang Zhao, Qingwen Liu, Zuyuan He, “White-light-driven resonant fiber-optic strain sensor,” Optics Letters 45(18): 5217-5220 (2020)
  10. Shuangxiang Zhao, Qingwen Liu, Zuyuan He, “Multi-tone Pound-Drever-Hall technique for high-resolution multiplexed Fabry-Perot resonator sensors,” IEEE Journal of Lightwave Technology 38(22): 6379-6384 (2020)
  11. He Li, Qingwen Liu, Dian Chen, Yuanpeng Deng, and Zuyuan He, “High spatial resolution fiber-optic distributed acoustic sensor based on Φ-OFDR with enhanced cross-talk suppression,” Optics Letters 45(2): 563-566 (2020)
  12. Yifan Wang, Qingwen Liu, Dian Chen, He Li, and Zuyuan He, “Distributed fiber-optic dynamic-strain sensor with sub-meter spatial resolution and single-shot measurement,” IEEE Photonics Journal 11 (6), 6803608 (2019)
  13. Dian Chen, Qingwen Liu, Yifan Wang, He Li, and Zuyuan He, “Fiber-optic distributed acoustic sensor based on a chirped pulse and a non-matched filter,” Optics Express 27(20): 29415-29424 (2019) (“Editor’s pick”)
  14. 王辰, 刘庆文, 陈典, 李赫, 梁文博, 何祖源, 基于分布式光纤声波传感的管道泄漏监测, 光学学报, 39(10): 1006005 (2019) 
  15.  Shuangxiang Zhao, Qingwen Liu, Jiageng Chen, and Zuyuan He, “Pico-strain resolution multiplexed fiber grating sensor array interrogated with mode-locked laser,” IEEE Journal of Lightwave Technology 37(18): 4838-4843 (2019)
  16. Jiageng Chen, Qingwen Liu, and Zuyuan He, “Feedforward Laser Linewidth Narrowing Scheme using Acousto-Optic Frequency Shifter and Direct Digital Synthesizer,” IEEE Journal of Lightwave Technology 37(18): 4657-4664 (2019)
  17. Shuangxiang Zhao, Qingwen Liu, Jiageng Chen, and Zuyuan He, “Realization of sub-nano-strain static resolution withinjection-locking between two fiber laser sensors,” IEEE Journal of Lightwave Technology 37(13):3166-3172 (2019)
  18. Dian Chen, Qingwen Liu, and Zuyuan He, “108-km Distributed Acoustic Sensor with 220-pε/√Hz Strain Resolution and 5-m Spatial Resolution,” IEEE Journal of Lightwave Technology 37(18):4462-4468 (2019)
  19. Shuangxiang Zhao, Qingwen Liu, Jiageng Chen, and Zuyuan He, “pε-resolution fiber grating sensor with adjustable measurement range and ultralow probe power,” IEEE Photonics Technology Letters 31(1):19-22 (2019)