光纤传感器基础作 者： 方祖捷，秦关根，瞿荣辉 等著出版时间：2014丛编项： 光学与光子学丛书内容简介 《光学与光子学丛书：光纤传感器基础》系统地论述了光纤传感技术的基础，是反映该领域近年来新进展的教科书和工具书。《光学与光子学丛书：光纤传感器基础》论述了光纤传感器的基本原理，用清晰的图示和基本公式解释其物理机理，介绍其主要结构、光学特性和基本性能。它不仅对高年级大学生和研究生的课程学习有一定指导作用，而且对该领域工作的研究者和工程技术人员有参考价值。《光学与光子学丛书：光纤传感器基础》由7章组成。在引言之后，第2章综述光纤的基本原理，包括电磁场理论和射线光学理论。第3章论述光纤敏感性和光纤器件。第4章分析各种结构的光纤光栅及其在传感技术中的应用：第5章综述基于光纤内瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射的分布式光纤传感器。第6章介绍几个有特殊应用意义的光纤传感器，包括光纤陀螺、光纤水听器、光纤法拉第传感器和基于表面等离子元的传感器。第7章讨论光纤法布理一珀罗干涉仪传感器。附录提供有关的数学公式、弹性力学基础、偏振光学基础、相关材料和器件的性能参数。《光学与光子学丛书：光纤传感器基础》的读者对象，一是大专院校的学生，特别是攻读博士学位和硕士学位的研究生，二是从事光纤传感器及其应用的研发工作的科研工作者和工程技术人员。目录前言第1章 引言1.1 历史回顾和展望1.2 光纤传感器的分类和应用1.3 本书各章内容提要参考文献第2章 光导纤维基础2.1 光导纤维简介2.1.1 光纤的基本结构和制备2.1.2 光纤的基本特性2.1.3 光纤的分类2.2 阶跃折射率光纤的电磁场理论2.2.1 圆柱坐标系的麦克斯韦方程2.2.2 边界条件和本征值方程2.2.3 弱导近似、混合模和线偏振模2.2.4 场分布和偏振特性2.2.5 多模光纤和包层模2.2.6 光脉冲在光纤中的传输2.3 梯度折射率光纤的基本理论2.3.1 非均匀介质中的射线方程2.3.2 梯度折射率光纤的射线光学2.3.3 梯度折射率光纤的波动光学2.3.4 梯度折射率透镜的基本特性2.4 特种光纤2.4.1 稀土掺杂光纤和双包层光纤2.4.2 保偏光纤2.4.3 光子晶体光纤和微结构光纤习题参考文献第3章 光纤敏感性和光纤器件3.1 光纤对所处物理条件的敏感性3.1.1 光纤对轴向应变的敏感性3.1.2 光纤对侧向压力的敏感性3.1.3 光纤弯曲导致的双折射3.1.4 光纤扭转导致的偏振模交叉耦合和偏振旋转3.1.5 光纤弯曲损耗3.1.6 光纤中的机械振动和波3.1.7 光纤的温度敏感性3.2 光纤耦合器3.2.1 22光纤耦合器的结构和制备3.2.2 光纤耦合器的基本特性和理论分析3.2.3 ⅣⅣ和Ⅳ星型光纤耦合器3.2.4 轴向模式耦合和锥形光纤3.3 基于耦合器的光纤环路器件3.3.1 光纤萨格纳克环3.3.2 光纤单向环3.3.3 光纤马赫-曾德尔干涉仪和迈克耳孙干涉仪3.3.4 基于33耦合器的光纤环路器件3.4 光纤的偏振特性3.4.1 光纤中偏振态的演变3.4.2 偏振模色散的基本特性3.4.3 自旋光纤和圆双折射光纤3.4.4 法拉第旋转和旋光效应3.5 光纤偏振器件3.5.1 光纤偏振器3.5.2 光纤偏振控制器3.5.3 光纤退偏器和扰偏器3.5.4 光纤光隔离器和环行器习题参考文献第4章 光纤光栅和相关器件4.1 光纤光栅简介4.1.1 光纤光栅的基本结构和原理4.1.2 光纤的光敏性4.1.3 光纤光栅的制备和分类4.2 光纤光栅理论4.2.1 均匀光纤布拉格光栅理论4.2.2 长周期光纤光栅理论4.2.3 非均匀光纤光栅基本理论4.2.4 光纤光栅的逆工程设计4.2.5 光纤光栅的切趾4.3 特种光纤光栅器件4.3.1 多段结构光纤布拉格光栅4.3.2 啁啾光纤布拉格光栅4.3.3 倾斜光纤布拉格光栅4.3.4 保偏光纤光栅4.3.5 纤内干涉仪和声光可调谐滤波器4.4 光纤光栅的敏感性和光纤光栅传感器4.4.1 光纤光栅的敏感性4.4.2 光纤光栅的调谐4.4.3 光纤光栅器件的封装4.4.4 光纤光栅传感系统及其应用习题参考文献第5章 分布式光纤传感器5.1 光纤中的光散射5.1.1 弹性光散射5.1.2 非弹性光散射5.1.3 受激拉曼散射和受激布里渊散射5.2 基于瑞利散射的分布式光纤传感器5.2.1 光时域反射仪5.2.2 偏振光时域反射仪5.2.3 相干光时域反射仪和相敏光时域反射仪5.2.4 光频域反射仪5.3 基于拉曼散射的分布式传感器5.3.1 光纤中的拉曼散射5.3.2 分布式拉曼温度传感器5.3.3 频域拉曼温度传感器5.4 基于布里渊散射的分布式光纤传感器5.4.1 光纤中的布里渊散射5.4.2 布里渊光时域反射仪5.4.3 布里渊光时域分析仪5.4.4 布里渊频域分析仪5.5 基于光纤干涉仪的分布式传感器5.5.1 干涉型光纤传感器的结构和特性5.5.2 分布式光纤传感系统中的低相干技术5.5.3 基于多模光纤中散斑效应和模式耦合的传感器习题参考文献第6章 特种用途光纤传感器6.1 光纤陀螺仪6.1.1 干涉型光纤陀螺仪6.1.2 光纤布里渊激光陀螺仪6.1.3 谐振型光纤陀螺仪6.2 光纤水听器6.2.1 光纤水听器基本结构6.2.2 声传感器阵列和复用6.2.3 低噪声激光光源6.3 光纤法拉第传感器6.3.1 光纤中的法拉第效应6.3.2 基于法拉第效应的电流传感器6.3.3 法拉第磁场传感器6.4 基于表面等离子体效应的光纤传感器6.4.1 表面等离子体效应6.4.2 基于表面等离子激元波的传感器习题参考文献第7章 非本征光纤法布里-珀罗干涉仪传感器7.1 非本征光纤F-P传感器的结构和基本原理7.1.1 光纤F-P器件的基本结构7.1.2 F-P干涉仪的基本特性7.2 高斯光束F-P干涉仪的理论7.2.1 基本模型和理论分析7.2.2 斐索干涉仪近似-7.3 光纤F-P传感器的基本特性和性能7.3.1 非本征光纤F-P传感器的灵敏度7.3.2 测量传感的线性范围和动态范围7.3.3 光纤F-P传感器的解调和稳定性7.3.4 光纤F-P传感器的频率响应7.4 光纤F-P传感器的应用及相关技术问题7.4.1 声源的定位7.4.2 在原子力显微镜中的应用7.4.3 光纤F-P传感器的应用实例习题参考文献附录A 数学公式A.1 贝塞尔方程和贝塞尔函数A.2 龙格-库塔方法A.3 阶线性微分方程A.4 里卡蒂方程A.5 艾里方程和艾里函数附录B 弹性力学基础B.1 应变、应力和胡克定律B.2 坐标系之间的变换B.3 平面形变问题B.4 板和杆的应力平衡B.5 弹光效应B.6 各向同性介质内的弹性波附录C 偏振光学基础C.1 偏振光和琼斯矢量C.2 斯托克斯矢量和庞加莱球C.3 各向异性介质光学C.4 琼斯矩阵和米勒矩阵C.5 琼斯矢量和斯托克斯矢量的测量附录D 相关材料和器件的性能参数D.1 光纤连接器D.2 材料器件参数表索引后记 上一篇: 自动控制原理与设计 第六版 2014年版 下一篇: 控制工程基础 [谭跃刚 主编] 2013年版
