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光纤传感器及其应用技术

光纤传感器及其应用技术

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作者: 黎敏著 , 廖延彪著

出版社: 武汉大学出版社

出版时间: 2008-08

版次: 1

ISBN: 9787307064126

定价: 35.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 300页

字数: 472千字

正文语种: 简体中文

分类: 计算机与互联网

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　　作为现代传感技术的重要分支，光纤传感技术在许多领域具有替代传统传感器、弥补传感领域空白的先天优势。本教材以光纤传感器为核心，着重详细讨论了强度调制型、相位调制型、波长调制型和偏振态调制型四大类型传感器以及分布式光纤传感器的原理、技术和设计方法；有选择地介绍了光纤传感的两项核心技术——网络技术和封装技术；首次将光纤传感最新研究方向新材料光纤传感器——聚合物光纤传感器、光子晶体光纤传感器以及微米和纳米光电传感器纳入教材。
　　教材内容覆盖了光纤传感领域的方方面面，特别是对传感器的讨论细致、深入，并列举了大量的应用设计实例。由于有教学科研的相辅相长，对学科最新技术和进展的介绍全面、贴近工程应用实际。可作为电子信息类相关专业的教材，同时对相关领域的科研及实际工作者了解学科的前沿动态、启发创新思维有较高的参考价值。第一章：光纤技术基础
1.1光纤的基本特征
1.1.1均匀折射率光纤中光线的传播与数值孔径
1.1.2光纤的弯曲
1.1.3光线端面的倾斜效应
1.1.4圆锥光纤
1.1.5光纤的损耗
1.1.6光纤的色散
1.2光纤的耦合技术
1.2.1光纤和光源的耦合
1.2.2光纤和光纤的直接耦合
1.2.3多模光纤通过透镜耦合
1.3常用无源有源光纤器件
1.3.1熔锥型单模光纤光分\合路连接器
1.3.2磨抛型单模关光纤定向耦合器
1.3.3光开关
1.3.4掺杂光纤激光器与放大器
1.3.5光纤放大器
1.4光纤器件的选择
1.4.1光纤偏振器
1.4.2光纤滤波器
1.4.3光纤光栅
1.4.4光隔离器
1.4.5光调和器
1.5光纤传感器的定义、分类及特点
1.5.1光纤传感器的定义和分类
1.5.2光纤传感器的特点
习题与思考

第二章：强度调制型光纤传感器
2.1强度调制传感原理
2.1.1反射式强度调制
2.1.2透射式强度调制
2.1.3光纤模式功率分布强度调制
2.1.4折射率强度调制
2.1.5光吸收系数调制
2.2强度调制型光纤传感器的补偿技术
2.2.1光源负反馈稳定法
2.2.2双波长补偿法
2.2.3旁路光纤检测法
2.2.4光桥平衡补偿法
2.2.5神经网络补偿法
2.3强度调制型光纤传感器的类型及应用实例
2.3.1光纤微弯传感器
2.3.2光纤温度传感器
2.4强度调制型光纤传感器的研究与发展方向
习题与思考

第三章：相位调制型光纤传感器
3.1相位调制型光纤传感器原理
3.1.1应力应变效应
3.1.2温度应变效应
3.2光纤干涉仪的类型
3.2.1Mach-Zehnder和Michelson光纤干涉仪
3.2.2Sagnac光纤干涉仪
3.2.3光纤Fabry-Perot干涉仪
3.2.4光纤环形腔干涉仪
3.2.5相位压缩原理与微分干涉仪
3.2.6白光干涉型光纤传感器
3.3相位调制型光纤传感器的信号解调技术
3.3.1干涉仪的信号解调
3.3.2光纤锁向环方法
3.3.3相位生成载波（PCG）解调方案
3.4光纤干涉仪的传感应用实例
3.4.1干涉式位移传感器
3.4.2加速度传感器
3.4.3震动传感器
3.4.4温度传感器
3.4.5磁场传感器
3.4.6电流传感器
3.5相位调制型光纤传感器的发展
习题与思考

第四章：波长调制型光纤传感器
4.1波长调制型光纤传感器原理
4.2光纤布拉格光栅应变传感器分析
4.2.1各向性介质中胡克定理的
4.2.2均匀轴向应力作用下光纤光栅传感模型
4.2.3均匀横向应力作用下光纤光栅传感模型
4.2.4任意正应力作用下光纤光栅传感模型
4.3光纤布拉格光栅温度传感器分析
4.3.1光纤布拉格光栅温度传感器分析的前提假设
4.3.2光纤光栅温度传感器分析
4.4光纤光栅增敏与去敏设计
4.4.1非均匀涂敷对光纤光栅化学性能的影响
4.4.2光纤光栅的保护和封装
4.5光纤布拉格光栅在光纤传感领域中的典型应用
4.5.1单参量测量
4.5.2双参量测量
4.5.3准分布式多点测量
4.6传光型波长调制光纤传感器
4.6.1波长调制机理
4.6.2光纤PH值传感器
4.6.3光纤磷光传感器
4.6.4光纤黑体温度器
4.7光纤传感器用于智能材料及其结构
4.7.1可用于智能结构的光纤传感器
4.7.2光纤传感器用于智能结构的一些问题
习题与思考

第五章：偏振态调制型光纤传感器
5.1偏振态调制型传感原理
5.1.1Pockel效应
5.1.2Kerr效应
5.1.3Faraday效应
5.1.4弹光效应
5.2偏振调制光纤传感器类型及应用实例
5.2.1光纤电流传感器
5.2.2BSO晶体光纤电场传感器
5.2.3光纤法拉第磁强计
5.2.4压力与水声传感器
5.2.5医用体压计
5.2.6动脉光纤血流计
5.2.7光纤偏振干涉仪
习题与思考

第六章：分布式光纤传感器
6.1引言
6.2时域分布式光纤传感器的工作机理
6.2.1光纤中的背向散射光分析
6.2.2OTDR技术
6.2.3瑞利散射型分布式光纤传感技术
6.2.4基于拉曼散射的分布式光纤传感技术
6.2.5布里渊散射型分布式光纤传感技术
6.2.6拉曼型、布里渊型和偏振模式耦合型分布式温度传感方法比较
6.2.7FBG和BOTDR性能比较
6.3其他（准）分布式光纤传感器——光纤法铂传感器
6.3.1光纤法铂传感器的分类及特点
6.3.2光纤法铂传感器的复用
6.4分布式光纤传感器的应用
小结

第7章光传感器网络技术
第8章光传感器的封装技术
第9章新材料光纤传感器及应用技术
第10章光电微型传感器
第11章纳米传感器
参考文献
内容简介:
　　作为现代传感技术的重要分支，光纤传感技术在许多领域具有替代传统传感器、弥补传感领域空白的先天优势。本教材以光纤传感器为核心，着重详细讨论了强度调制型、相位调制型、波长调制型和偏振态调制型四大类型传感器以及分布式光纤传感器的原理、技术和设计方法；有选择地介绍了光纤传感的两项核心技术——网络技术和封装技术；首次将光纤传感最新研究方向新材料光纤传感器——聚合物光纤传感器、光子晶体光纤传感器以及微米和纳米光电传感器纳入教材。
　　教材内容覆盖了光纤传感领域的方方面面，特别是对传感器的讨论细致、深入，并列举了大量的应用设计实例。由于有教学科研的相辅相长，对学科最新技术和进展的介绍全面、贴近工程应用实际。可作为电子信息类相关专业的教材，同时对相关领域的科研及实际工作者了解学科的前沿动态、启发创新思维有较高的参考价值。
目录:
第一章：光纤技术基础
1.1光纤的基本特征
1.1.1均匀折射率光纤中光线的传播与数值孔径
1.1.2光纤的弯曲
1.1.3光线端面的倾斜效应
1.1.4圆锥光纤
1.1.5光纤的损耗
1.1.6光纤的色散
1.2光纤的耦合技术
1.2.1光纤和光源的耦合
1.2.2光纤和光纤的直接耦合
1.2.3多模光纤通过透镜耦合
1.3常用无源有源光纤器件
1.3.1熔锥型单模光纤光分\合路连接器
1.3.2磨抛型单模关光纤定向耦合器
1.3.3光开关
1.3.4掺杂光纤激光器与放大器
1.3.5光纤放大器
1.4光纤器件的选择
1.4.1光纤偏振器
1.4.2光纤滤波器
1.4.3光纤光栅
1.4.4光隔离器
1.4.5光调和器
1.5光纤传感器的定义、分类及特点
1.5.1光纤传感器的定义和分类
1.5.2光纤传感器的特点
习题与思考

第二章：强度调制型光纤传感器
2.1强度调制传感原理
2.1.1反射式强度调制
2.1.2透射式强度调制
2.1.3光纤模式功率分布强度调制
2.1.4折射率强度调制
2.1.5光吸收系数调制
2.2强度调制型光纤传感器的补偿技术
2.2.1光源负反馈稳定法
2.2.2双波长补偿法
2.2.3旁路光纤检测法
2.2.4光桥平衡补偿法
2.2.5神经网络补偿法
2.3强度调制型光纤传感器的类型及应用实例
2.3.1光纤微弯传感器
2.3.2光纤温度传感器
2.4强度调制型光纤传感器的研究与发展方向
习题与思考

第三章：相位调制型光纤传感器
3.1相位调制型光纤传感器原理
3.1.1应力应变效应
3.1.2温度应变效应
3.2光纤干涉仪的类型
3.2.1Mach-Zehnder和Michelson光纤干涉仪
3.2.2Sagnac光纤干涉仪
3.2.3光纤Fabry-Perot干涉仪
3.2.4光纤环形腔干涉仪
3.2.5相位压缩原理与微分干涉仪
3.2.6白光干涉型光纤传感器
3.3相位调制型光纤传感器的信号解调技术
3.3.1干涉仪的信号解调
3.3.2光纤锁向环方法
3.3.3相位生成载波（PCG）解调方案
3.4光纤干涉仪的传感应用实例
3.4.1干涉式位移传感器
3.4.2加速度传感器
3.4.3震动传感器
3.4.4温度传感器
3.4.5磁场传感器
3.4.6电流传感器
3.5相位调制型光纤传感器的发展
习题与思考

第四章：波长调制型光纤传感器
4.1波长调制型光纤传感器原理
4.2光纤布拉格光栅应变传感器分析
4.2.1各向性介质中胡克定理的
4.2.2均匀轴向应力作用下光纤光栅传感模型
4.2.3均匀横向应力作用下光纤光栅传感模型
4.2.4任意正应力作用下光纤光栅传感模型
4.3光纤布拉格光栅温度传感器分析
4.3.1光纤布拉格光栅温度传感器分析的前提假设
4.3.2光纤光栅温度传感器分析
4.4光纤光栅增敏与去敏设计
4.4.1非均匀涂敷对光纤光栅化学性能的影响
4.4.2光纤光栅的保护和封装
4.5光纤布拉格光栅在光纤传感领域中的典型应用
4.5.1单参量测量
4.5.2双参量测量
4.5.3准分布式多点测量
4.6传光型波长调制光纤传感器
4.6.1波长调制机理
4.6.2光纤PH值传感器
4.6.3光纤磷光传感器
4.6.4光纤黑体温度器
4.7光纤传感器用于智能材料及其结构
4.7.1可用于智能结构的光纤传感器
4.7.2光纤传感器用于智能结构的一些问题
习题与思考

第五章：偏振态调制型光纤传感器
5.1偏振态调制型传感原理
5.1.1Pockel效应
5.1.2Kerr效应
5.1.3Faraday效应
5.1.4弹光效应
5.2偏振调制光纤传感器类型及应用实例
5.2.1光纤电流传感器
5.2.2BSO晶体光纤电场传感器
5.2.3光纤法拉第磁强计
5.2.4压力与水声传感器
5.2.5医用体压计
5.2.6动脉光纤血流计
5.2.7光纤偏振干涉仪
习题与思考

第六章：分布式光纤传感器
6.1引言
6.2时域分布式光纤传感器的工作机理
6.2.1光纤中的背向散射光分析
6.2.2OTDR技术
6.2.3瑞利散射型分布式光纤传感技术
6.2.4基于拉曼散射的分布式光纤传感技术
6.2.5布里渊散射型分布式光纤传感技术
6.2.6拉曼型、布里渊型和偏振模式耦合型分布式温度传感方法比较
6.2.7FBG和BOTDR性能比较
6.3其他（准）分布式光纤传感器——光纤法铂传感器
6.3.1光纤法铂传感器的分类及特点
6.3.2光纤法铂传感器的复用
6.4分布式光纤传感器的应用
小结

第7章光传感器网络技术
第8章光传感器的封装技术
第9章新材料光纤传感器及应用技术
第10章光电微型传感器
第11章纳米传感器
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