光纖技術及應用

光纖自20世紀60年代問世以來，就已應用于傳遞圖像和檢測技術方面，主要是用于傳遞遠距離和難以接收到的信號。隨著光通信的應用，光纖工藝和技術得到了迅速發(fā)展。人們逐漸認識到光纖的許多性質可用于探測各種物理量，光纖傳感技術引起人們極大的重視，成為一個很有生命力的研究和應用領域。

應用光作為檢測技術的手段已經(jīng)有較長的歷史，光測技術是隨著科學發(fā)展同步地發(fā)展起來的，激光發(fā)明后也是首先考慮應用到測量技術上。由于半導體激光器和光導纖維等光學部件的顯著進步，光測技術進入了一個飛躍時期。尤其是測試技術中低損耗光纖的“光纖敏感元件”的出現(xiàn)，使得作為非接觸、高速度、高精度的測試手段的光測技術又獲得一次飛躍發(fā)展。隨著光纖技術與光學波導、集成光學、非線性光學、傅里葉光學、微光學等不斷深入研究和交叉影響及發(fā)展，光纖傳感器將在眾多領域中得到更廣泛的應用。

由于光纖傳感器不受電磁干擾，傳輸信號安全，可實現(xiàn)非接觸測量，可做成光纖傳光型及光纖敏感型的各式各樣的傳感器，因而它具有高靈敏度、高精度、高速度、高密度，適應各種惡劣環(huán)境下使用以及非接觸、非破壞和使用簡便等特點。

近年來，傳感器朝著微型化、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。光纖傳感器具有眾多優(yōu)異的性能，能夠對應變、壓力、溫度、振動、聲場、折射率、加速度、電壓、氣體等各種參數(shù)進行精確測量，適應極端惡劣的環(huán)境。

作　者：石順祥，孫艷玲，馬琳，劉繼芳　

出版社： 華中科技大學出版社

出版時間： 2009-9-1

ISBN: 9787560954554

開本： 16開

定價: 30.00元

1.1 麥克斯韋方程和波動方程

1.1.1 麥克斯韋方程和邊界條件

1.1.2 波動方程

1.2 平面光波及其在介質界面上的反射和折射

1.2.1 均勻平面光波

1.2.2 平面光波在介質界面上的反射和折射

1.2.3 平面光波的全反射

1.3 程函方程與光線方程

思考題

參考文獻

第2章 平板介質波導

2.1 理想平板波導的射線光學理論

2.1.1 均勻平面光波在平板波導中的傳輸

2.1.2 非均勻平面光波在平板波導中的傳輸

2.2 理想平板波導的波動光學分析

2.2.1 平板波導中的模式

2.2.2 導模

2.2.3 輻射模

2.2.4 泄漏模、消失模

2.3 模式的正交性和完備性

2.3.1 模式的正交性一

2.3.2 模式的完備性

2.4 非理想波導中的模式耦合

2.4.1 耦合模理論

2.4.2 周期性平板波導

2.4.3 波導問的模式耦合

思考題

參考文獻

第3章 光纖

3.1 光纖的射線光學理論

3.1.1 階躍光纖

3.1.2 梯度光纖

3.2 光纖的波動光學理論

3.2.1 階躍光纖中的矢量解

3.2.2 弱導光纖中場的標量近似解(LP模)

3.2.3 梯度光纖中的導模場解

3.3 非均勻光纖

3.3.1 光纖光柵

3.3.2 光子晶體光纖

3.4 特殊材料光纖

附錄Ⅰ 貝塞爾函數(shù)

思考題

參考文獻

第4章 光纖的傳輸特性

4.1 光纖損耗

4.1.1 光纖損耗的表示

4.1.2 光纖損耗機制

4.2 光纖色散

4.2.1 光纖色散的定義和種類

4.2.2 光信號在色散光纖中的傳輸

4.2.3 色散優(yōu)化光纖

4.3 光纖偏振

4.3.1 光纖(模式)雙折射

4.3.2 單模光纖的偏振模色散

4.3.3 保偏光纖

4.4 光纖中的非線性效應

思考題

參考文獻

第5章 光纖器件

5.1 光纖無源器件

5.1.1 光纖無源器件的主要性能參數(shù)

5.1.2 光纖連接器

5.1.3 光纖定向耦合器

5.1.4 光波分復用器

5.1.5 光纖隔離器和環(huán)行器

5.1.6 窄帶光學濾波器

5.1.7 光纖光柵

5.1.8 光開關和光衰減器

5.2 光纖有源器件

5.2.1 光纖放大器

5.2.2 光纖激光器

5.3 光纖器件的研究

思考題

參考文獻

第6章 光纖光纜的制備

6.1 光纖材料與提純

6.2 光纖預制棒的制備

6.2.1 CVD制作光纖預制棒的發(fā)展歷史

6.2.2 MCVD法

6.2.3 VAD法

6.2.4 其他預制棒制造技術

6.3 拉絲、涂覆和套塑

6.4 光纖成纜技術

思考題

參考文獻

第7章 光纖通信技術

7.1 光纖通信系統(tǒng)的基本組成

7.1.1 信源

7.1.2 發(fā)送機

7.1.3 信道

7.1.4 接收機

7.1.5 信宿

7.2 光纖通信原理基礎

7.2.1 模擬通信與數(shù)字通信

7.2.2 信息及其度量

7.2.3 信道及信道容量

7.2.4 通信系統(tǒng)的主要性能指標

7.3 光通信系統(tǒng)的光源和調(diào)制特性

7.3.1 通信中調(diào)制的一般概念

7.3.2 光通信中的光源及其調(diào)制特性

7.4 光纖通信系統(tǒng)中的光放大和光放大器

7.5 光檢測原理和光檢測器

7.5.1 光檢測原理

7.5.2 光檢測器

7.6 光纖通信系統(tǒng)中的復用技術

7.6.1 復用技術的基本概念

7.6.2 光時分復用技術

7.6.3 光波分復用技術

7.6.4 副載波復用技術

7.6.5 光頻分復用技術

7.7 相干光纖通信系統(tǒng)

7.7.1 相干檢測的基本原理

7.7.2 相干光通信的調(diào)制技術

7.7.3 相干通信的接收機

7.8 光孤子通信簡介

7.9 光纖通信分布式網(wǎng)絡

思考題

參考文獻

第8章 光纖傳感技術

8.1 光纖傳感技術概述

8.1.1 傳感技術概述

8.1.2 光纖傳感器概述

8.2 光纖的光波調(diào)制技術

8.2.1 光纖傳感器利用的物理效應

8.2.2 光纖的光波調(diào)制技術

8.3 光纖傳感器

8.3.1 光纖溫度傳感器

8.3.2 光纖壓力傳感器

8.3.3 光纖流量流速傳感器

8.3.4 光纖位移傳感器

8.3.5 光纖電磁參量傳感器

8.3.6 光纖陀螺

8.3.7 光纖白光干涉?zhèn)鞲衅?/p>

8.3.8 復用式和分布式光纖傳感器

思考題

參考文獻