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| 編輯推薦： |
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最新发展内容，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最新进展，激发学习兴趣，启迪创新思
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| 內容簡介： |
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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。
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| 關於作者： |
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黎敏：工学博士、教授、博士生导师。主讲本科生《光纤传感技术》、《光纤光学》。湖北省线上线下混合式一流课程、中国大学慕课《光纤传感技术》负责人。指导本科生获湖北省大学生科研成果一等奖。主编《光纤传感器及其应用技术》、《光纤光学》等教材；参与完成的教学成果获湖北省教学成果奖1项。
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| 目錄：
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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FP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FP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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| 內容試閱：
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光纤传感器的研发和应用引领了航空航天、生物医药、智能材料、电力等多个行业测试技术的革命性发展。现代光纤技术以20世纪70年代发展起来的超低损耗光纤为基础，历经近50年的发展，在信息获取和信息传输领域发挥着不可替代的作用。光纤传感器具有许多传统传感器无法企及的优势，尤其是本征绝缘和抗电磁干扰性能。
获取信息是光纤传感器的核心使命，光纤传感器兼具得天独厚的信息传输能力，使其成为物联网发展的主干技术。光纤传感器在我国当前基础建设高速发展、安全生产呼声日涨的环境下，加快迈入电力、石油化工、大型基础设施建设、环境安全和生物医学等传感技术领地，以极高的速度推广应用，并有望在超高压电力、石化、核电、大型构筑物、环境等安全监测领域补充或取代传统的传感方式，成为信息传感的先锋技术。
光纤传感器发展史上有３次崛起的浪潮。第一次浪潮——基于Sagnac效应的光纤陀螺和光纤MachZehnder干涉型水听器，两者如今同时在军事和民用领域获得了成功的应用； 第二次浪潮——本征/非本征FabryPerot干涉仪，迄今已有无数的研究和应用报道； 第三次浪潮——光纤光栅，初衷是为光纤通信而设计的在线滤波器，最终发展为高精度、准分布式多参量传感技术。每一次传感器的革命浪潮都推动更多新传感机理和技术的涌现。
本书旨在从光纤传感器发展历程中数以百计的物理量传感原理和技术中提取一条明晰的发展脉络，使读者能够方便地掌握传感机理、关键技术、应用及发展方向。为此，将众多光纤通信技术书籍中共有的光纤光学部分的内容浓缩为开篇第１章，作为学习导读和基础知识回顾。传感器内容的第一部分包括第2～6章，详细讨论光纤强度、相位、波长和偏振态调制四大类型以及分布式传感的原理、各类型的核心技术和设计方法，并提供了大量典型应用和设计案例作为工程师们的设计参考。传感器内容的第二部分包括第7～9章，延伸讨论光纤传感网络技术、新材料——聚合物光纤和新导光机理——光子晶体光纤(PCF)、纳米光纤与传感器，供读者了解和把握光纤领域最新进展及相关研究现状。
本书是作者总结光纤教学和科研的经验，在参考国内外大量相关书籍资料的基础上编写而成的。虽然少数类型的光纤传感技术已获得大规模工程应用，但由于被测物理参量种类多、传感机理各异、应用环境复杂，所以仍有大量的传感器处于研发阶段，很多相关技术尚在不断完善中。新传感机理和应用不断涌现，加之作者水平所限，书中难免有不当之处，欢迎广大读者不吝批评指正。
黎敏二○二三年冬于南湖
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