光学调频连续波干涉技术

目录 第1章光学调频连续波干涉介绍1 1-1发展历史2 1-2光学FMCW干涉及其特性4
第2章光学调频连续波干涉原理7 2-1物理光学概述7 2-2光学FMCW干涉15 2-2-1锯齿波光学FMCW干涉19 2-2-2三角波光学FMCW干涉25 2-2-3正弦波光学FMCW干涉29 2-3多光束光学FMCW干涉33 2-4多波长光学FMCW干涉35
第3章光学调频连续波干涉的光源39 3-1光源介绍39 3-2激光原理40 3-2-1发光物质中的能级40 3-2-2光吸收和光发射41 3-2-3激活介质和粒子数反转43 3-2-4光学谐振器和激光模式46 3-2-5频率调制50 3-3半导体激光器（激光二极管）55 3-3-1半导体中的能带55 3-3-2半导体中光的吸收和辐射58 3-3-3半导体激光器的激活介质和粒子数反转59 3-3-4半导体激光器的光谐振和模式66 3-3-5半导体激光器的频率调制68 3-3-6半导体激光器的驱动电路71 3-3-7激光器噪声、频率漂移和反馈光效应72
第4章光学调频连续波干涉探测器75 4-1光学探测器简介75 4-2半导体光电二极管77 4-2-1PN型光电二极管78 4-2-2PIN型光电二极管81 4-2-3雪崩光电二极管（APD）82 4-3光电二极管偏置和信号放大84 4-4探测过程中的噪声87
第5章光学调频连续波干涉相干理论89 5-1光源频率带宽的影响89 5-2光学FMCW波的相干性94 5-3光源相位噪声的影响96
第6章光学调频连续波干涉仪99 6-1光学FMCW干涉仪的结构99 6-2迈克尔逊FMCW干涉仪103 6-3马赫泽德FMCW干涉仪106 6-4法布里珀罗FMCW干涉仪107
第7章光纤调频连续波干涉仪108 7-1光纤简介108 7-1-1单模光纤112 7-1-2双折射光纤113 7-2光纤器件简介116 7-2-1光纤定向耦合器117 7-2-2光纤偏振器120 7-2-3光纤偏振控制器122 7-2-4光纤连接器123 7-2-5光纤对接126 7-3光纤迈克尔逊FMCW干涉仪128 7-4光纤马赫泽德FMCW干涉仪130 7-5光纤法布里珀罗FMCW干涉仪132
第8章多路复用光纤FMCW干涉仪134 8-1频分复用光纤FMCW干涉仪134 8-2时分复用光纤FMCW干涉仪137 8-3时频复用光纤FMCW干涉仪139 8-4相干复用光纤FMCW干涉仪140
第9章光纤调频连续波干涉传感器143 9-1光纤传感器简介143 9-2光纤FMCW干涉位移传感器145 9-2-1反射式单模光纤FMCW位移传感器145 9-2-2多路反射式单模光纤FMCW位移传感器148 9-3光纤FMCW干涉应变传感器165 9-3-1双折射光纤在拉伸力下的属性165 9-3-2双折射光纤FMCW应变传感器168 9-3-3反射式双折射光纤FMCW应变传感器172 9-4光纤FMCW干涉应力传感器176 9-4-1双折射光纤在垂直力作用下的表现176 9-4-2透射分布式双折射光纤FMCW应力传感器178 9-4-3反射分布式双折射光纤FMCW应力传感器180 9-5光纤FMCW干涉温度传感器183 9-5-1反射式单模光纤FMCW温度传感器183 9-5-2多路反射式单模光纤FMCW温度传感器185 9-6光纤FMCW干涉旋转传感器（陀螺仪）185 9-6-1光纤陀螺仪的原理186 9-6-2单模光纤FMCW陀螺仪194 9-6-3差分单模光纤FMCW陀螺仪196 9-6-4双折射光纤FMCW陀螺仪197 9-6-5差分双折射光纤FMCW陀螺仪199
第10章光学调频连续波干涉信号处理203 10-1频率测量204 10-1-1时间固定周期计数法204 10-1-2数值固定周期计数法206 10-1-3脉冲填充法208 10-2相位测量209 10-2-1脉冲填充法210 10-2-2锁相环法211 10-2-3数字信号处理法212 参考文献213