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