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高级光纤传感技术

2023-07-27 09:53:02   0  举报

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高级光纤传感技术思维导图

高级光纤传感技术

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大纲/内容

第8章光纤外腔Fabry-Perot干涉仪（EFPI）

8.1引言

8.2EFPI传感器的原理

8.3EFPI的数学模型

8.4正交工作点直接测量法

8.5双F-P腔正交测量法

8.6双波长正交测量法

8.7三波长测量法

参考文献

第9章光纤Sagnac干涉仪

9.1引言

9.2Sagnac效应

9.3互易性与最小结构光纤环形干涉仪

9.4光纤陀螺的相位偏置问题

9.5开环结构和闭环结构的光纤陀螺

9.5.1开环光纤陀螺的基本结构

9.5.2闭环光纤陀螺的基本结构

9.6实现光纤陀螺的技术问题

9.7小结

参考文献

第10章光纤白光干涉测量术

10.1引言

10.2低相干光源

10.2.1气体灯光源

10.2.2二极管宽带光源

10.2.3梳状光谱光源

10.2.4ASE光源

10.3扫描光纤白光干涉测量术

10.4光谱域扫描光纤白光干涉测量术

10.4.1应用光谱仪的信号解调技术

10.4.2应用CCD成像的EFPI信号解调技术

10.4.3基于菲佐（Fizeau）干涉仪的EFPI信号解调技术

10.5波长扫描白光干涉测量术

10.5.1波长扫描白光干涉仪结构

10.5.2傅里叶变换白光干涉术

参考文献

第11章偏振调制型光纤传感器及光学电流互感器

11.1光偏振调制原理及光学电流互感器

11.1.1偏振调制原理

11.1.2光学电流互感器的分类

11.2光学电流互感器与传统电流互感器的比较

11.3混合式光学电流互感器

11.3.1Rogowski线圈

11.3.2无源光电混合式OCT

11.3.3有源光电混合式OCT

11.4全光纤式OCT

11.4.1原理

11.4.2光纤中的双折射对测量的影响

11.4.3对传感光纤的改进

11.4.4对测量方案的改进

11.4.5结论

11.5玻璃块式OCT

11.5.1引言

11.5.2玻璃OCT的方案

11.5.3正方形传感头

11.5.4三角形传感头

11.6光学电流互感器的发展与评述

参考文献

第12章光纤光栅传感器

12.1引言

12.2光纤光栅的制作

12.2.1侧面抛光型光纤布拉格光栅

12.2.2Hill光栅

12.2.3Meltz光栅

12.2.4单脉冲光栅

12.2.5光纤拉制时写入的光栅

12.2.6相位掩模光栅

12.2.7逐点写入的光纤光栅（模式变换器）

12.2.8带通光纤光栅

12.2.9长光纤光栅的制作（超窄线滤波器）

12.2.10重叠多个光纤光栅（梳妆滤波器）

12.2.11光纤啁啾光栅制作技术

12.3光纤光栅的光敏性

12.3.1引言

12.3.2掺锗光纤的UV吸收谱

12.3.3掺锗光纤的紫外光激折射率变化

12.3.4提高光纤光敏性的方法

12.4光纤光栅的性能

12.4.1模式耦合方程

12.4.2两个模式间的耦合

12.4.3一个前向模耦合到同阶的反向传输模

12.4.4光纤光栅的特性分析

12.5光纤光栅的传感性能

12.6光纤光栅信号解调技术

12.6.1线性滤波比例探测法

12.6.2匹配光纤光栅探测法

12.6.3光纤M-Z干涉探测法

12.6.4扫描光纤F-P干涉探测法

12.7光纤光栅传感器的复用技术

12.7.1光纤光栅复用的原理

12.7.2扫描光纤F-P滤波器法

12.7.3复用光纤光栅激光传感器阵列

12.7.4匹配光纤光栅波分复用阵列

12.7.5基于线阵列CCD探测的波分复用技术

12.7.6基于锁模激光的频分复用技术

12.7.7时分复用与波分复用技术

12.7.8空分复用、时分复用和波分复用光纤光栅传感器网络

12.8温度交叉敏感问题

参考文献

第13章分布式光纤传感器

13.1引言

13.2光时域反射计（OTDR）

13.3基于瑞利散射的分布式光纤裂缝传感器

13.3.1引言

13.3.2分布式光纤裂缝传感器原理

13.3.3固定曲率半径平面波导的弯曲损耗分析

13.3.4任意弯曲多模光纤的弯曲损耗分析

13.3.5模拟与实验

13.3.6工程应用的难点

13.3.7小结

13.4基于拉曼散射的分布式光纤温度传感器

13.4.1引言

13.4.2自发拉曼散射

13.4.3测量系统

13.4.4参数的设计与器件的选择

13.4.5传感系统主要参数

13.5基于布里渊散射的分布式光纤应变／温度传感器

13.5.1传感原理

13.5.2信号探测方案

13.5.3小结

参考文献

第1章光纤基础

1.1光纤概述

1.1.1光纤的基本结构

1.1.2光纤的分类

1.2光纤传输原理

1.2.1光在界面的反射与折射

1.2.2阶跃折射率光纤

1.2.3渐变折射率光纤

1.2.4单模光纤中的双折射

1.3光纤的衰减机理

参考文献

第2章光纤无源器件

2.1连接器

2.1.1连接器的基本原理和结构

2.1.2连接器的评价指标

2.2光纤耦合器

2.2.1概述

2.2.2熔锥型光纤耦合器

2.2.3耦合器的技术指标

2.3波分复用器（WDM）

2.3.1概述

2.3.2角色散型波分复用器

2.3.3干涉型波分复用器

2.3.4光纤耦合器型

2.3.5其他类型波分复用器

2.3.6光波分复用器的技术指标

2.4光隔离器

2.4.1光隔离器的功能及原理

2.4.2光隔离器的评价指标

2.4.3光隔离器的应用

2.5光环形器

2.5.1光环形器的功能及原理

2.5.2光环形器的评价指标

2.6衰减器

2.6.1概述

2.6.2光衰减器根据工作原理的分类

2.6.3固定式光衰减器与可变衰减器

2.6.4衰减器的评价指标

2.7光开关

2.7.1光开关概述

2.7.2机械光开关

2.7.3非机械光开关

2.7.4光开关的评价指标

2.8偏振控制器

2.8.1偏振控制器概述

2.8.2偏振控制器的基本原理

参考文献

第3章光纤有源器件

3.1引言

3.2半导体光源的基本原理

3.3发光二极管

3.4激光二极管LD

3.5单频半导体激光器

3.6PIN光电二极管

3.7雪崩光电二极管APD

参考文献

第4章掺铒光纤有源器件

4.1掺铒光纤

4.1.1掺铒光纤

4.1.2掺铒光纤的放大特性

4.1.3掺铒光纤的泵浦方式

4.2放大自发辐射光源（ASE）

4.2.1基本结构

4.2.2提高掺铒超荧光光纤光源输出特性

4.3掺铒光纤放大器

4.4光纤激光器

4.4.1光纤激光器的基本工作原理

4.4.2典型的光纤激光器结构

4.4.3单波长光纤激光器

4.4.4可调谐掺铒光纤激光器

参考文献

第5章强度调制光纤传感器

5.1引言

5.2非功能型光纤传感器

5.2.1反射式强度调制

5.2.2透射式强度调制

5.2.3迅逝场耦合型强度调制

5.2.4物理效应型强度调制

5.3功能型光强调制

5.3.1微弯损耗型强度调制

5.3.2变折射率型强度调制

5.3.3刻纹光纤型强度调制

5.3.4光吸收系数型强度调制

5.4强度传感器的参考测量方法

5.4.1分光束参考测量法

5.4.2时域参考测量法

5.4.3双波长参考测量法

5.5光纤甲烷气体传感器

5.5.1迅逝场泄漏型光纤甲烷气体传感器

5.5.2光谱吸收型光纤甲烷气体传感器

5.6光纤氢气传感器

5.6.1干涉型光纤氢传感器

5.6.2基于光纤光栅型光纤氢传感器

5.6.3微透镜型光纤氢传感器

5.6.4迅逝场型光纤氢传感器

参考文献

第6章干涉型光纤传感器

6.1引言

6.2光纤相位调制机理

6.3光纤干涉仪

6.3.1光纤迈克耳孙（Michelson）干涉仪

6.3.2光纤马赫-泽德尔（Mach-Zehnder）干涉仪

6.3.3光纤赛格纳克（Sagnac）干涉仪

6.3.4光纤法布里-珀罗（Febry-Perot）干涉仪

6.4双光束干涉仪的信号解调技术

6.4.1有源零差正交解调法

6.4.2无源零差正交解调法

6.4.3相位载波（PGC）零差法

6.4.4基于3×3光纤耦合器的零差解调

6.4.5外差解调法

6.4.6各种解调方案的比较

6.5光纤干涉技术中的一些关键技术问题

6.5.1光源

6.5.2光纤干涉仪中的模式与偏振问题

6.5.3光纤干涉仪的稳定技术

参考文献

第7章光纤多光束干涉仪

7.1F-P干涉仪

7.2光纤F-P干涉仪

7.3本征型光纤多光束干涉F-P传感器

7.4外腔式光纤F-P谐振腔

7.5光纤F-P标准具

7.6可调谐光纤F-P滤波器

7.6.1背景

7.6.2设计方案

7.6.3可调谐光纤F-P滤波器的性能

7.7光纤F-P谐振腔传感器

参考文献

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