图书介绍
高级光纤传感技术pdf电子书版本下载
- 江毅编著 著
- 出版社： 北京：科学出版社
- ISBN：9787030237385
- 出版时间：2009
- 标注页数：306页
- 文件大小：54MB
- 文件页数：320页
- 主题词：光纤器件－光电传感器
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图书目录
第1章 光纤基础 1
1.1光纤概述 1
1.1.1光纤的基本结构 1
1.1.2光纤的分类 2
1.2光纤传输原理 3
1.2.1光在界面的反射与折射 3
1.2.2阶跃折射率光纤 5
1.2.3渐变折射率光纤 7
1.2.4单模光纤中的双折射 8
1.3光纤的衰减机理 10
参考文献 13
第2章 光纤无源器件 14
2.1连接器 14
2.1.1连接器的基本原理和结构 14
2.1.2连接器的评价指标 16
2.2光纤耦合器 17
2.2.1概述 17
2.2.2熔锥型光纤耦合器 17
2.2.3耦合器的技术指标 19
2.3波分复用器（WDM） 20
2.3.1概述 20
2.3.2角色散型波分复用器 20
2.3.3干涉型波分复用器 21
2.3.4光纤耦合器型 21
2.3.5其他类型波分复用器 21
2.3.6光波分复用器的技术指标 22
2.4光隔离器 23
2.4.1光隔离器的功能及原理 23
2.4.2光隔离器的评价指标 24
2.4.3光隔离器的应用 25
2.5光环形器 25
2.5.1光环形器的功能及原理 25
2.5.2光环形器的评价指标 26
2.6衰减器 27
2.6.1概述 27
2.6.2光衰减器根据工作原理的分类 27
2.6.3固定式光衰减器与可变衰减器 28
2.6.4衰减器的评价指标 28
2.7光开关 29
2.7.1光开关概述 29
2.7.2机械光开关 29
2.7.3非机械光开关 30
2.7.4光开关的评价指标 30
2.8偏振控制器 31
2.8.1偏振控制器概述 31
2.8.2偏振控制器的基本原理 31
参考文献 33
第3章 光纤有源器件 34
3.1引言 34
3.2半导体光源的基本原理 35
3.3发光二极管 36
3.4激光二极管LD 38
3.5单频半导体激光器 41
3.6PIN光电二极管 42
3.7雪崩光电二极管APD 44
参考文献 44
第4章 掺铒光纤有源器件 45
4.1掺铒光纤 45
4.1.1掺铒光纤 45
4.1.2掺铒光纤的放大特性 46
4.1.3掺铒光纤的泵浦方式 47
4.2放大自发辐射光源（ASE） 48
4.2.1基本结构 48
4.2.2提高掺铒超荧光光纤光源输出特性 49
4.3掺铒光纤放大器 54
4.4光纤激光器 56
4.4.1光纤激光器的基本工作原理 56
4.4.2典型的光纤激光器结构 57
4.4.3单波长光纤激光器 58
4.4.4可调谐掺铒光纤激光器 62
参考文献 64
第5章 强度调制光纤传感器 65
5.1引言 65
5.2非功能型光纤传感器 67
5.2.1反射式强度调制 67
5.2.2透射式强度调制 68
5.2.3迅逝场耦合型强度调制 71
5.2.4物理效应型强度调制 73
5.3功能型光强调制 75
5.3.1微弯损耗型强度调制 75
5.3.2变折射率型强度调制 76
5.3.3刻纹光纤型强度调制 77
5.3.4光吸收系数型强度调制 78
5.4强度传感器的参考测量方法 78
5.4.1分光束参考测量法 79
5.4.2时域参考测量法 80
5.4.3双波长参考测量法 81
5.5光纤甲烷气体传感器 87
5.5.1迅逝场泄漏型光纤甲烷气体传感器 88
5.5.2光谱吸收型光纤甲烷气体传感器 88
5.6光纤氢气传感器 89
5.6.1干涉型光纤氢传感器 89
5.6.2基于光纤光栅型光纤氢传感器 90
5.6.3微透镜型光纤氢传感器 91
5.6.4迅逝场型光纤氢传感器 92
参考文献 93
第6章 干涉型光纤传感器 94
6.1引言 94
6.2光纤相位调制机理 94
6.3光纤干涉仪 97
6.3.1光纤迈克耳孙（Michelson）干涉仪 98
6.3.2光纤马赫-泽德尔（Mach-Zehnder）干涉仪 99
6.3.3光纤赛格纳克（Sagnac）干涉仪 100
6.3.4光纤法布里-珀罗（Febry-Perot）干涉仪 100
6.4双光束干涉仪的信号解调技术 101
6.4.1有源零差正交解调法 102
6.4.2无源零差正交解调法 106
6.4.3相位载波（PGC）零差法 108
6.4.4基于3×3光纤耦合器的零差解调 112
6.4.5外差解调法 123
6.4.6各种解调方案的比较 126
6.5光纤干涉技术中的一些关键技术问题 127
6.5.1光源 127
6.5.2光纤干涉仪中的模式与偏振问题 129
6.5.3光纤干涉仪的稳定技术 131
参考文献 135
第7章 光纤多光束干涉仪 137
7.1F-P干涉仪 137
7.2光纤F-P干涉仪 139
7.3本征型光纤多光束干涉F-P传感器 142
7.4外腔式光纤F-P谐振腔 145
7.5光纤F-P标准具 148
7.6可调谐光纤F-P滤波器 151
7.6.1背景 151
7.6.2设计方案 153
7.6.3可调谐光纤F-P滤波器的性能 153
7.7光纤F-P谐振腔传感器 155
参考文献 160
第8章 光纤外腔Fabry-Perot干涉仪（EFPI） 162
8.1引言 162
8.2EFPI传感器的原理 163
8.3EFPI的数学模型 167
8.4正交工作点直接测量法 168
8.5双F-P腔正交测量法 173
8.6双波长正交测量法 175
8.7三波长测量法 178
参考文献 181
第9章 光纤Sagnac干涉仪 183
9.1引言 183
9.2Sagnac效应 183
9.3互易性与最小结构光纤环形干涉仪 185
9.4光纤陀螺的相位偏置问题 187
9.5开环结构和闭环结构的光纤陀螺 188
9.5.1开环光纤陀螺的基本结构 189
9.5.2闭环光纤陀螺的基本结构 191
9.6实现光纤陀螺的技术问题 192
9.7小结 194
参考文献 195
第10章 光纤白光干涉测量术 196
10.1引言 196
10.2低相干光源 196
10.2.1气体灯光源 197
10.2.2二极管宽带光源 197
10.2.3梳状光谱光源 199
10.2.4ASE光源 199
10.3扫描光纤白光干涉测量术 200
10.4光谱域扫描光纤白光干涉测量术 204
10.4.1应用光谱仪的信号解调技术 205
10.4.2应用CCD成像的EFPI信号解调技术 206
10.4.3基于菲佐（Fizeau）干涉仪的EFPI信号解调技术 207
10.5波长扫描白光干涉测量术 210
10.5.1波长扫描白光干涉仪结构 210
10.5.2傅里叶变换白光干涉术 211
参考文献 218
第11章 偏振调制型光纤传感器及光学电流互感器 220
11.1光偏振调制原理及光学电流互感器 220
11.1.1偏振调制原理 220
11.1.2光学电流互感器的分类 221
11.2光学电流互感器与传统电流互感器的比较 221
11.3混合式光学电流互感器 222
11.3.1Rogowski线圈 223
11.3.2无源光电混合式OCT 224
11.3.3有源光电混合式OCT 226
11.4全光纤式OCT 226
11.4.1原理 226
11.4.2光纤中的双折射对测量的影响 227
11.4.3对传感光纤的改进 228
11.4.4对测量方案的改进 229
11.4.5结论 230
11.5玻璃块式OCT 230
11.5.1引言 230
11.5.2玻璃OCT的方案 231
11.5.3正方形传感头 232
11.5.4三角形传感头 233
11.6光学电流互感器的发展与评述 234
参考文献 238
第12章 光纤光栅传感器 239
12.1引言 239
12.2光纤光栅的制作 239
12.2.1侧面抛光型光纤布拉格光栅 240
12.2.2Hill光栅 241
12.2.3Meltz光栅 242
12.2.4单脉冲光栅 242
12.2.5光纤拉制时写入的光栅 243
12.2.6相位掩模光栅 244
12.2.7逐点写入的光纤光栅（模式变换器） 244
12.2.8带通光纤光栅 245
12.2.9长光纤光栅的制作（超窄线滤波器） 246
12.2.10重叠多个光纤光栅（梳妆滤波器） 246
12.2.11光纤啁啾光栅制作技术 247
12.3光纤光栅的光敏性 248
12.3.1引言 248
12.3.2掺锗光纤的UV吸收谱 248
12.3.3掺锗光纤的紫外光激折射率变化 250
12.3.4提高光纤光敏性的方法 252
12.4光纤光栅的性能 252
12.4.1模式耦合方程 252
12.4.2两个模式间的耦合 255
12.4.3一个前向模耦合到同阶的反向传输模 255
12.4.4光纤光栅的特性分析 257
12.5光纤光栅的传感性能 263
12.6光纤光栅信号解调技术 264
12.6.1线性滤波比例探测法 264
12.6.2匹配光纤光栅探测法 266
12.6.3光纤M-Z干涉探测法 267
12.6.4扫描光纤F-P干涉探测法 268
12.7光纤光栅传感器的复用技术 269
12.7.1光纤光栅复用的原理 269
12.7.2扫描光纤F-P滤波器法 270
12.7.3复用光纤光栅激光传感器阵列 270
12.7.4匹配光纤光栅波分复用阵列 271
12.7.5基于线阵列CCD探测的波分复用技术 271
12.7.6基于锁模激光的频分复用技术 272
12.7.7时分复用与波分复用技术 272
12.7.8空分复用、时分复用和波分复用光纤光栅传感器网络 273
12.8温度交叉敏感问题 274
参考文献 276
第13章 分布式光纤传感器 278
13.1引言 278
13.2光时域反射计（OTDR） 278
13.3基于瑞利散射的分布式光纤裂缝传感器 280
13.3.1引言 280
13.3.2分布式光纤裂缝传感器原理 280
13.3.3固定曲率半径平面波导的弯曲损耗分析 281
13.3.4任意弯曲多模光纤的弯曲损耗分析 283
13.3.5模拟与实验 285
13.3.6工程应用的难点 291
13.3.7小结 292
13.4基于拉曼散射的分布式光纤温度传感器 292
13.4.1引言 292
13.4.2自发拉曼散射 293
13.4.3测量系统 295
13.4.4参数的设计与器件的选择 295
13.4.5传感系统主要参数 298
13.5基于布里渊散射的分布式光纤应变/温度传感器 300
13.5.1传感原理 300
13.5.2信号探测方案 302
13.5.3小结 304
参考文献 305