光纤传感器及其应用技术

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作者：黎敏、吕海飞、廖延彪

出版社：清华大学出版社

本类榜单：教材

分类：教材 > 研究生/本科/专科教材 > 工学

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图文详情

ISBN：9787302663201
装帧：平装-胶订
册数：暂无
重量：暂无
开本：其他
页数：260
出版时间：2024-06-01
条形码：9787302663201 ; 978-7-302-66320-1

本书特色

本教材严格参照《普通高等学校本科专业目录（2012年）》。旨在从光纤传感器发展历程上，数以百计的物理量传感原理和技术中提炼出一条明晰的发展脉络，使读者能够方便地掌握传感器的原理、关键技术、应用及发展方向。在总结教学团队丰富教学经验的基础上，以光纤技术的传感应用为目标，阐述五大类典型光纤传感器的工作机制、关键技术和典型应用，培养学生以工程实践为目标，针对特定的被测物理量，合理选择仿真工具和传感器类型，掌握光纤传感器设计方法；掌握从“问题”出发，紧扣解决问题的主线，提出解决方案的能力。拓展光纤前沿探索和产业的*新发展内容，力争从科学前沿的高度，培养创新思维和解决实际工程问题的能力。
n寓用于学强调知识内容和分析方法的举一反三，与未来应用有机衔接。
n易教易学系统阐述理论的同时，注重内容的实用性和可读性，减少理论公式的繁杂数学推导，增加应用案例分析，便于理解和运用。
n脉络清晰以“传感器”与“关键技术”为主线，以典型应用案例为载体，对各知识层次按照由浅入深、循序渐进的方式进行划分，环环相扣，前后呼应。
科学前沿介绍光纤科学和产业领域的*新进展，激发学习兴趣，启迪创新思想。

内容简介

本书用清晰的理论体系，细致的技术方案和生动具体的应用案例详解，将作者及其课题组数十年光纤传感领域的研究经验和心得加以凝炼，为从事光电信息、自动控制和智能传感等相关领域的科研与工程技术人员了解和掌握光纤传感技术提供有益的参考。按照课程知识架构梳理光纤传感技术脉络、设计和工程应用关键问题、以及典型传感器案例。共涵盖光纤光学基础、强度调制型、相位调制型、波长调制型、偏振态调制型和分布式五个大类的光纤传感原理与应用关键技术，光纤传感网络和新型光纤传感技术以及工程应用方面的内容，将为广大电子信息、光学工程、自动化、人工智能等专业学生与工程技术人员提供参考和借鉴。

第1章光纤技术基础 1.1光纤的基本特性 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光纤端面的倾斜效应 1.1.4圆锥形光纤 1.1.5光纤的损耗 1.1.6光纤的色散 1.2常用光纤器件 1.2.1光纤定向耦合器、环形器与波分复用器 1.2.2光纤偏振器件 1.2.3全光开关 1.2.4光纤光栅与光纤滤波器 1.2.5光调制器 1.2.6掺杂光纤激光器 1.2.7大功率光纤激光器与包层泵浦技术 1.2.8光纤放大器 1.3本章小结习题与思考第2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旁路光纤监测法 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3章相位调制型光纤传感器 3.1相位调制传感原理 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 3.2.1MZ和迈克尔逊光纤干涉仪 3.2.2Sagnac光纤干涉仪 3.2.3光纤FP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光纤锁相环方法 3.3.3相位生成载波解调方案 3.4光纤干涉仪的传感应用实例 3.4.1振动传感器 3.4.2磁场传感器 3.4.3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4章波长调制型光纤传感器 4.1波长调制传感原理 4.2光纤布拉格光栅传感器 4.2.1光纤布拉格光栅传感模型 4.2.2光纤光栅增敏与去敏设计 4.2.3光纤布拉格光栅在光纤传感领域中的典型应用 4.3光声光谱微量气体检测技术 4.3.1光声光谱原理 4.3.2光声气室的设计与优化 4.3.3微量气体的光声光谱法高精度检测实例 4.4光纤SPR传感器 4.4.1SPR原理与理论模型 4.4.2光纤SPR传感器及其应用 4.5光纤荧光温度传感器 4.6光纤黑体(高温)温度计习题与思考第5章偏振态调制型光纤传感器 5.1偏振态调制传感原理 5.1.1泡克耳斯效应 5.1.2克尔效应 5.1.3法拉第效应 5.1.4弹光效应 5.2偏振态调制型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医用体压计 5.2.4动脉光纤血流计 5.2.5光纤偏振干涉仪与反射型光纤电流传感器习题与思考第6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 6.2.1光纤中的背向散射光分析 6.2.2OTDR技术 6.2.3基于瑞利散射的分布式光纤传感技术 6.2.4拉曼散射型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不同分布式温度传感方案比较 6.3其他(准)分布式光纤传感器 6.3.1光纤FP传感器 6.3.2基于干涉的分布式光纤传感器 6.4分布式光纤传感器的应用 6.5本章小结习题与思考第7章光纤传感网络技术 7.1概述 7.1.1可用于构成光传感网的光纤传感器 7.1.2成网技术 7.2光纤光栅传感网络 7.3基于干涉型光纤传感器的光纤传感网 7.3.1大规模干涉型光纤传感网络的基本结构 7.3.2超大容量干涉型光纤传感网络的信号处理方法 7.3.3超大容量干涉型光纤传感网络的偏振诱导信号衰落与控制方法 7.3.4长距离复合复用网络结构中的光放大机理及极限性能习题与思考第8章新材料光纤传感器及其应用技术 8.1光子晶体光纤及其在传感中的应用 8.1.1光子晶体光纤 8.1.2光子晶体光纤传感器 8.1.3PCF小结 8.2聚合物光纤及其在传感中的应用 8.2.1聚合物光纤材料及类型 8.2.2多模聚合物光纤传感器及其应用 8.2.3单模聚合物光纤传感器及其应用 8.3本章小结习题与思考第9章微纳光纤与传感器 9.1微纳光纤 9.1.1微纳光纤的典型特征 9.1.2微纳光纤的制造与操作 9.2微纳光纤的光传输特性分析 9.2.1微纳光纤的光波导模型 9.2.2微纳光纤模式分析与单模条件 9.2.3微纳光纤的传输损耗 9.2.4微纳光纤的色散与超连续谱 9.3微纳光纤传感器及典型应用 9.3.1微纳光纤传感机理 9.3.2典型的微纳光纤传感器 9.3.3微纳光纤耦合器 9.3.4原子捕获与导向 9.4微纳光纤传感技术的发展前景习题与思考参考文献附录A符号表附录B缩写词汇表

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