光纤干涉仪:原理与应用

第1章光的干涉
1.1光波的叠加
1.1.1概述
1.1.2获得相干光的方法
1.1.3两平面光波的叠加
1.2分振幅的双光束干涉
1.2.1等倾干涉
1.2.2平行平板的多光束干涉
1.3低相干光源干涉术
1.4光的相干性
1.4.1概述
1.4.2相干时间和相干长度
1.4.3相干时间和谱线宽度
1.4.4互相干函数和复相干度
1.4.5光源的相干时间与相干长度
1.4.6空间相干性
1.4.7部分相干光的干涉特性
1.4.8激光的相干性
1.5典型多光束干涉仪——法布里-珀罗干涉仪
1.5.1干涉仪的结构
1.5.2干涉仪的性能参数
第2章光纤中偏振光的传输与控制
2.1引言
2.2均匀折射率光纤的波动理论
2.2.1麦克斯韦方程组与波动方程
2.2.2矢量模式
2.2.3线偏振模与标量法
2.2.4二层均匀光纤
2.3光纤中的偏振光传输与控制
2.3.1单模光纤的偏振特性
2.3.2弱导光纤的微扰耦合模理论
2.3.3光纤中双折射的微扰耦合模理论分析
2.3.4单模光纤偏振特性的庞加莱球描述
2.3.5扭光纤以及旋光纤的偏振特性
2.4光纤的琼斯矩阵与光的偏振扰动
2.4.1光纤中偏振光波的传输矩阵
2.4.2挤压、扭转引起的偏振特性变化
2.4.3温度效应对偏振态的影响
2.5光纤中的偏振控制与器件
2.5.1保偏光纤、偏振光纤与保圆光纤
2.5.2光纤偏振器件
参考文献
第3章光纤干涉仪的类型与光学特性
3.1光纤干涉仪——相位调制型光纤传感器
3.2双光束干涉仪
3.2.1马赫曾德尔干涉仪
3.2.2迈克耳孙光纤干涉仪
3.2.3赛格纳克光纤干涉仪
3.3光纤F-P干涉仪——双光束与多光束干涉
3.3.1引言
3.3.2基本原理
3.3.3分类及特点
3.3.4短腔F-P结构的共振模式与增强
3.3.5光纤F-P传感器的信号解调
3.4多光束干涉仪——光纤环形腔干涉仪
3.5光纤白光干涉仪
3.5.1原理及特性
3.5.2优点和困难
3.5.3基于光纤白光干涉法的应变、温度测量技术
3.6光纤偏振干涉仪
3.7光纤长程干涉仪
3.7.1MZ干涉仪事件监测的原理
3.7.2采用时延估计进行事件定位的原理
3.8外界压力对光纤的相位调制
3.9温度对光纤的相位调制
参考文献
第4章光纤干涉仪的信号处理
4.1概述
4.2双光束光纤干涉仪的信号处理
4.2.1激光干涉相对测量方法
4.2.2光纤宽谱干涉仪绝对测量
4.3多光束光纤干涉仪信号处理
4.3.1绝对测量
4.3.2相对测量
4.4长程光纤干涉仪信号处理
4.4.1Φ-OTDR
4.4.2OFDR
4.5光源光谱的影响
4.5.1激光光源
4.5.2宽谱光源
4.6光纤传感器中的光电转换
4.6.1单路探测结构
4.6.2双路平衡探测
参考文献
第5章光纤干涉仪的典型应用
5.1光纤水声传感器
5.1.1光纤水听器传感单元设计与制备
5.1.2复合结构光纤水听器的相移灵敏度
5.1.3光纤水声传感器的光源与噪声
5.2光纤矢量/加速度传感器
5.2.1膜片式加速度传感器
5.2.2基于顺变柱体的干涉型光纤加速度传感器
5.2.3水听器矢量性的生成和分析
5.2.4光纤矢量水听器(声压梯度传感器)的基本结构
5.3光纤转动传感器(陀螺)
5.3.1干涉型光纤陀螺
5.3.2谐振型光纤陀螺
5.4光纤氢气传感器
5.4.1白光菲佐干涉型光纤氢气传感器
5.4.2基于相关原理的腔长解调与氢气传感
5.5长周期光栅MZ干涉型折射率传感器
5.5.1长周期光栅MZ干涉仪原理
5.5.2LPG-MZ干涉折射率传感
参考文献