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王友钊 著

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• 测试测量
• 信息技术
• 光学
• 仪器仪表
• 精密仪器

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560635477

版次：1

商品编码：12302660

包装：平装

开本：16

出版时间：2018-01-01

用纸：胶版纸

内容简介

本书系统地介绍了光纤传感器的原理、技术和应用。全书共9章，第1章介绍光纤传感技术的基本概念，包括光纤、光纤传感器件、光纤传感器光学原理和光纤传感器概述；第2章介绍光纤传感器系统；第3~8章介绍六类典型传感器的原理、技术和应用，包括强度调制型光纤传感器、波长调制型光纤传感器、相位调制型光纤传感器、偏振态调制型光纤传感器、分布式光纤传感器和光纤光栅传感器；第9章介绍光纤传感器在温度测量领域的应用。

本书可作为高等院校光纤传感技术、光电子技术、光纤通信和检测技术等专业的本科生和硕士研究生教材，也可供工程技术人员和高校相关专业师生参考。

《光纤光学基础与应用》 内容简介： 本书旨在深入浅出地介绍光纤光学领域的基础理论、关键技术及其在诸多前沿科技中的广泛应用。我们将从光的基本性质出发，循序渐进地阐述光在光纤中传输的物理机制，包括光的衍射、干涉、偏振等现象，以及它们在光纤光学中的重要作用。随后，本书将详细剖析光纤的基本结构、类型以及不同光纤特性对光信号传输的影响，例如模式、色散、损耗等关键参数。 第一部分：光纤光学基本原理 光的本质与传播： 我们将回顾电磁波理论，介绍光作为一种电磁波的传播特性，包括波长、频率、振幅、相位等基本概念。在此基础上，我们将深入探讨光的干涉和衍射现象，理解其对光信号在光纤中传播的影响。特别地，我们将介绍相干光与非相干光的概念，以及它们在光纤通信和传感系统中的不同作用。 光纤的几何光学模型： 介绍光纤作为一种光波导的原理，重点阐述全内反射现象，这是光在光纤中稳定传输的关键。我们将解释折射率的概念，以及光纤纤芯和包层的折射率分布如何决定光的传播路径。通过几何光学模型，直观地理解光线在光纤中的反射和折射过程。 光纤的波动光学模型： 深入分析光纤的波动性质，引入麦克斯韦方程组在光纤中的应用，推导出光的模式概念。详细讲解单模光纤和多模光纤的区别，以及它们各自的优缺点和适用场景。理解不同模式的传播速度差异对信号的影响（模式色散）。 光纤中的损耗机制： 全面分析光纤传输过程中可能遇到的各种损耗，包括吸收损耗（如紫外吸收、红外吸收）、散射损耗（如瑞利散射、米氏散射）、弯曲损耗（宏观弯曲和微观弯曲）以及连接损耗。理解这些损耗对光信号衰减的影响，以及如何通过优化光纤材料和制造工艺来减小损耗。 光纤中的色散效应： 详细阐述光纤中存在的各种色散，包括材料色散、波导色散、偏振模色散。深入分析它们对光脉冲展宽的影响，这是限制光纤通信速率和传输距离的重要因素。介绍如何通过优化光纤结构（如色散位移光纤、色散补偿光纤）或使用色散补偿技术来克服色散问题。 光纤的非线性效应： 介绍在强光注入下，光纤材料可能出现的非线性现象，如克尔效应（自相位调制、交叉相位调制、四波混频）、受激拉曼散射、受激布里渊散射等。理解这些效应如何影响光信号的传输，并讨论其在光信号处理和新型光器件中的潜在应用。 第二部分：光纤光学关键技术 光纤的制造工艺： 详细介绍目前主流的光纤制造技术，如改进的化学气相沉积法（MCVD）、等离子体增强化学气相沉积法（PCVD）、轴外化学气相沉积法（OVD）以及核-包层旋转沉积法（VAD）。阐述不同制造工艺对光纤性能（如纯度、均匀性、损耗）的影响。 光纤的连接与熔接： 介绍光纤的物理连接（如对接、套筒连接）和熔接技术。重点讲解光纤熔接机的原理和操作流程，以及如何通过熔接来最小化连接损耗，保证光信号的连续性。 光纤的耦合技术： 讲解光信号如何有效地从光源耦合到光纤，以及如何从光纤耦合到光电器件。介绍不同类型的耦合器（如透镜耦合、锥形光纤耦合）及其效率。 光纤的表征与测试： 介绍常用的光纤性能测试方法，包括光时域反射仪（OTDR）用于测量光纤长度、损耗和故障定位；光谱分析仪用于测量光纤的损耗谱；以及其他用于测量模式场直径、数值孔径等的设备和技术。 光纤器件： 介绍光纤领域中的各种重要器件，包括光纤耦合器、光纤分束器、光纤环形器、光纤光栅（FBG）、光纤放大器（EDFA、SOA）、光开关等。详细阐述这些器件的工作原理、性能参数及其在光通信和光传感系统中的作用。 第三部分：光纤在各领域的应用 光纤通信系统： 介绍光纤在现代通信网络中的核心地位，包括长途骨干网、城域网、接入网以及数据中心内部的光互连。讨论光纤通信的带宽优势、低损耗特性以及高安全性。 光纤传感技术： （此处将重点展开，详细介绍但不脱离“光纤光学基础与应用”的主题，强调传感的基本原理和光纤的应用） 详细介绍光纤传感器的基本原理，即利用光纤对外界物理或化学量的敏感性，将环境变化转化为光信号的变化。 基于光纤损耗的传感： 例如，温度对光纤吸收损耗和散射损耗的影响，应力对光纤折射率和模式的影响，以及这些变化如何通过测量光功率衰减来反映。 基于光纤散射的传感： 深入讲解瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射在传感中的应用。例如，通过分析布里渊散射的频率或强度变化来测量光纤的应力或温度分布。 基于光纤衍射/干涉的传感： 详细介绍光纤光栅（FBG）的传感原理。当光纤受到应力、温度或化学物质作用时，光纤光栅的周期会发生变化，导致反射或透射光谱发生移动。通过监测光谱的变化来获取传感信息。还将介绍基于马赫-曾德尔干涉仪、法布里-珀罗干涉仪等光纤干涉型传感器的工作原理。 特殊类型光纤传感器： 介绍一些特殊类型的光纤传感器，如偏振光纤传感器，利用光在偏振态上的变化来感知外部环境。 传感网络构建： 讨论如何将多个光纤传感器集成到一个网络中，实现分布式传感和多参数测量。 其他光纤应用： 光纤激光器与非线性光学： 介绍光纤激光器的工作原理，及其在工业、医疗、科研等领域的广泛应用。探讨光纤中的非线性效应在实现新型光器件和光信号处理中的潜力。 光生物医学： 介绍光纤在内窥镜、光动力疗法、生物成像等领域的应用。 光纤传感器在工业监测中的应用： 包括结构健康监测（桥梁、隧道）、石油天然气管道监测、电力设备监测等。 光纤在精密测量中的应用： 例如，光纤陀螺仪、光纤水听器等。 本书以严谨的科学态度，结合丰富的图表和实例，力求为读者构建一个完整的光纤光学知识体系。无论您是从事光通信、光传感、光电子学领域的科研人员，还是相关专业的学生，抑或是对光纤技术感兴趣的从业者，本书都将是您宝贵的参考资料。通过阅读本书，您将能深刻理解光纤的光学特性，掌握光纤技术的核心原理，并能洞察其在推动科技进步和社会发展中的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

《光纤传感技术》这本书，与其说是一本技术书籍，不如说是一次思维的启迪。作者以一种极具前瞻性的视角，展现了光纤传感技术如何以前所未有的方式赋能各个行业。我被书中关于分布式传感技术如何实现大范围、高精度的监测所震撼，这在环境监测、地质勘探等领域具有划时代的意义。书中对各种新型光纤材料，如掺铒光纤、掺镱光纤等，在传感应用中的潜力也进行了深入的探讨，让我看到了未来技术发展的无限可能。我尤其欣赏书中对传感器网络和数据融合的讨论，这表明了光纤传感技术正朝着更加智能、互联的方向发展。读完这本书，我不仅对光纤传感技术有了更深入的理解，更激发了我对这个领域进一步探索的兴趣。这本书让我看到了科技如何改变世界，也让我对未来的发展充满了乐观的期待。

评分☆☆☆☆☆

这本《光纤传感技术》真是一本让人眼前一亮的著作！我一直对传感器这个领域颇感兴趣，但总觉得有些理论知识太过晦涩难懂。这本书的出现，像是一盏明灯，照亮了我通往理解光纤传感技术的道路。从最基础的光的传播原理，到各种复杂的光纤传感器的工作机制，作者都用深入浅出的语言进行了阐述。我特别喜欢其中对不同类型光纤传感器的分类和对比分析，比如分布式传感和点式传感的优缺点，以及它们在不同应用场景下的适用性。书中大量的图示和案例研究，更是帮助我直观地理解了那些抽象的概念。我曾经在阅读其他相关书籍时，对布里渊散射和拉曼散射的原理总是模棱两可，而这本书却用非常清晰的脉络，将这两者之间的区别和联系以及它们在传感技术中的应用讲得明明白白。尤其是关于温度、应变、压力等参数如何被精确测量，书中给出的推导过程也相当严谨，但又不会让人望而却步。读完这本书，我感觉自己对光纤传感技术的整体认知上升了一个台阶，对于未来可能的研究方向和技术应用也有了更清晰的把握。

评分☆☆☆☆☆

对于初次接触光纤传感技术的我来说，《光纤传感技术》提供了一个极佳的学习平台。它从最基础的光学原理讲起，层层递进，循序渐进，让我在理解复杂的传感机制时感到毫不费力。书中的内容非常系统，涵盖了从传感器的基本原理、设计、制造到应用开发的各个环节。我尤其对书中关于光纤传感器的校准和标定方法的部分印象深刻，这对于保证传感器的测量精度至关重要。此外，书中对各种环境因素对传感器性能的影响，以及相应的抗干扰措施也进行了详细的论述。虽然某些部分的技术细节可能需要一定的背景知识才能完全掌握，但整体而言，作者已经尽力将复杂的概念以易于理解的方式呈现出来。这本书的条理清晰，结构合理，让我能够有针对性地查找和学习我感兴趣的内容。我正在考虑将光纤传感技术应用到我的科研项目中，这本书无疑为我提供了宝贵的指导。

评分☆☆☆☆☆

我原本以为《光纤传感技术》会是一本枯燥的技术手册，没想到它读起来却相当引人入胜。作者的写作风格非常生动，仿佛在娓娓道来一个关于“用光来感知世界”的精彩故事。书中从宏观的传感器分类和发展历程入手，逐步深入到具体的传感原理和器件设计。我特别喜欢书中对传感器集成化和智能化趋势的探讨，这让我看到了光纤传感技术在物联网、智能制造等领域的巨大潜力。书中的案例分析非常贴合实际应用，比如如何利用光纤传感器监测桥梁的结构健康，如何用于石油天然气管道的泄漏检测，以及在医疗领域中的应用等等。这些鲜活的例子让我深刻体会到光纤传感技术是如何改变我们的生活，提高生产效率和保障安全的。我一直对工业自动化感兴趣，而这本书让我看到了光纤传感技术在这其中的关键作用。它不仅是技术的介绍，更是对未来发展趋势的洞察，让我对这个领域充满了好奇和期待。

评分☆☆☆☆☆

刚翻开《光纤传感技术》这本书，就被它严谨的学术风格和丰富的技术内容所吸引。这本书绝对不是那种浅尝辄止的科普读物，它深入剖析了光纤传感器的物理基础、关键技术以及前沿发展。书中的理论推导非常详尽，公式的由来和意义都得到了充分的解释，对于我这种需要深入理解原理的读者来说，简直是福音。我尤其欣赏书中对各种先进的光纤传感技术，如长周期光栅、微纳光纤传感器以及近期备受关注的基于量子点的光纤传感器等，进行的系统性介绍和比较。作者对不同传感机制下的灵敏度、分辨率、响应时间等性能指标进行了细致的分析，并给出了相应的优化策略。此外，书中还涵盖了大量的实验数据和仿真结果，这对于验证理论、评估技术可行性非常有帮助。对于那些在光纤传感领域进行研发工作的工程师和研究人员来说，这本书无疑是他们案头必备的参考资料。它提供了一个坚实的理论基础，并且指明了未来技术发展的方向。