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第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2光纤传感技术的发展 1

1.3光纤传感器系统 2

1.4光纤传感器系统的性能指标 12

1.5小结 24

参考文献 25

第一篇 基础 28

第二章 基础光学 28

2.1引言 28

2.2光的基本理论 28

2.3光波在各向同性介质中的传播 40

2.4光纤的光线理论 47

2.5光纤的模式理论 52

2.6光纤的模式耦合理论 63

2.7单模光纤的非线性传输特性 73

参考文献 75

第三章 光纤和光缆 78

3.1引言 78

3.2光纤制造 78

3.3光纤测量的基本条件 79

3.4光纤结构参数的测量 80

3.5多模光纤和单模光纤的衰减与测量 84

3.6光纤的物理化学特性 88

3.7光缆 93

参考文献 102

第四章 光波导和集成光路 107

4.1引言 107

4.2集成光无源器件 107

4.3半导体光有源器件 113

4.4光源与光纤的耦合 122

4.5光电检测器与光纤的耦合 122

参考文献 123

第五章 光纤器件 125

5.1引言 125

5.2光纤无源器件 125

5.3光纤有源器件 138

参考文献 150

第二篇 原理 154

第六章 强度调制型光纤传感器 154

6.1引言 154

6.2强度调制型光纤传感器系统的一般传感模型 154

6.3强度调制的限制 155

6.4强度调制的原理 156

6.5强度检测 163

6.6混合型光纤传感器 163

参考文献 165

第七章 波长调制型光纤传感器 167

7.1引言 167

7.2波长调制的原理 167

7.3波长检测 175

参考文献 176

第八章 频率调制型光纤传感器 177

8.1引言 177

8.2光学Doppler效应 177

8.3频率检测 179

参考文献 181

第九章 相位调制型光纤传感器 182

9.1引言 182

9.2光纤干涉仪 182

9.3光学层析成像 191

9.4干涉仪的灵敏度 192

9.5双光束干涉的检测方法 193

9.6多光束干涉的检测方法 200

参考文献 205

第十章 偏振调制型光纤传感器 208

10.1引言 208

10.2光纤的偏振调制 208

10.3双折射对光纤传感器的影响 209

10.4单模光纤双折射的测量 213

参考文献 216

第十一章 光栅调制型光纤传感器 219

11.1引言 219

11.2光纤Bragg光栅传感器 219

11.3光纤Bragg光栅传感信号的检测 224

11.4长周期光纤光栅传感器 227

11.5光纤光栅干涉传感器 228

参考文献 230

第十二章 分布式光纤传感器 234

12.1引言 234

12.2光纤系统的光学测距技术 234

12.3背向散射法的调制原理 241

12.4前向散射法的调制原理 243

12.5频域中非线性散射法的调制原理 244

12.6分布式光纤传感器的工程约束 246

参考文献 246

第十三章 特种光纤 250

13.1引言 250

13.2自聚焦透镜 250

13.3传像光纤 250

13.4倏逝场光纤 251

13.5增敏和去敏光纤 252

13.6传输THz频段的光纤 253

13.7红外光纤 253

13.8可见光光纤 257

13.9紫外光纤 258

13.10光子晶体 259

参考文献 264

第十四章 光集成传感器 268

14.1引言 268

14.2倏逝场传感器 268

14.3光学陀螺仪 270

14.4其他干涉传感器 271

14.5光波导Bragg光栅传感器 273

14.6微光机电系统传感器 274

14.7纳米测量技术 275

参考文献 276

第十五章 光纤传感器网络与数据融合 279

15.1引言 279

15.2光纤传感器网络与数据融合模型 279

15.3光纤Bragg光栅传感器的复用技术 282

15.4光纤中温度和应变的灵敏性 285

参考文献 293

第三篇 应用 298

第十六章 光纤机械传感器 298

16.1引言 298

16.2运动和尺寸 298

16.3力学量 308

16.4声学量 314

参考文献 317

第十七章 光纤热工传感器 319

17.1引言 319

17.2温度 319

17.3压力 325

17.4流量和流速 328

17.5密度 337

17.6液位 338

17.7粘度 340

参考文献 342

第十八章 光纤电磁传感器 344

18.1引言 344

18.2电压 344

18.3电流 346

18.4磁场 351

18.5电功率 354

18.6电磁场 355

18.7射线 356

参考文献 356

第十九章 光纤化学传感器 359

19.1引言 359

19.2光纤化学传感器的特点 359

19.3气体 363

19.4湿度 368

19.5离子 369

参考文献 372

第二十章 光纤生物传感器 374

20.1引言 374

20.2生理量 374

20.3生化量 381

20.4生物量 383

参考文献 386

第二十一章 光纤传感器的产业化发展 389

21.1引言 389

21.2智能结构 389

21.3工业 394

21.4生物医学 405

21.5自然生态 408

21.6人居环境 412

参考文献 416