光纖光柵理論基礎與傳感技術

本書圍繞河北地質大學光電信息與地球探測技術省重點實驗室光纖光柵團隊近10年來在光纖傳感、光纖光柵傳感方面的產(chǎn)品研制及其產(chǎn)業(yè)化實踐，以光纖光柵及其金屬化工藝為核心，詳細闡述光纖光柵的種類、制作方法、制作工藝， 光纖光柵金屬化工藝，光纖光柵傳感器種類、膠裝與金屬化封裝技術、工藝及產(chǎn)品測試，光纖光柵傳感網(wǎng)絡。本書思路清晰，內容新穎、系統(tǒng)，注重理論與實踐相結合，可作為光電信息工程專業(yè)的本科生和研究生教學參考用書，也可供從事光通信、光傳感領域的科研和工程技術人員參考。

第1章緒論

1.1為什么要寫此書

1.2光纖光柵為什么能發(fā)展如此迅速

1.3光纖光柵為什么要金屬化

1.4如何將光纖光柵封裝成傳感器

1.5如何構建一個光纖光柵傳感網(wǎng)絡

第2章光纖光柵及傳感特性

2.1光纖光柵分類

2.1.1均勻光纖光柵

2.1.2非均勻光纖光柵

2.2光纖光柵制作方法

2.2.1內部寫入法

2.2.2干涉法

2.2.3逐點寫入法

2.2.4相位模板法

2.3光纖光柵傳感特性

2.3.1光波導理論和耦合模理論

2.3.2光纖布拉格光柵耦合模理論

2.3.3其他光纖光柵耦合模分析

2.3.4光纖光柵傳感調制

第3章光纖光柵制作工藝

3.1光纖預處理

3.1.1光纖光敏性機理

3.1.2影響光敏性的因素和提高光敏性的方法

3.1.3載氫理論和工藝

3.2相位掩模制作工藝

3.3退火工藝實驗

3.4光纖光柵切趾技術

3.4.1切趾光纖光柵的響應特性

3.4.2切趾光纖光柵的制作方法

3.5高溫光纖光柵制作

3.5.1高溫光纖光柵分類

3.5.2高溫光纖光柵制作

第4章金屬化光纖光柵

4.1金屬化光纖光柵

4.2光纖光柵表面預處理

4.2.1去保護層

4.2.2除油

4.2.3粗化

4.2.4粗化后熱處理

4.2.5敏化和活化

4.2.6解膠

4.3光纖光柵金屬化工藝

4.3.1鍍鎳層的性質分析

4.3.2各組分的作用及選擇

4.3.3金屬化方法和步驟

4.3.4光纖光柵電鍍工藝

4.3.5鍍層性能評價方法

4.4金屬鍍層的表觀形貌與性能測試

4.4.1金屬鍍層的表觀形貌

4.4.2金屬化光纖光柵性能測試

第5章光纖光柵傳感器封裝

5.1光纖光柵傳感器設計

5.1.1光纖光柵傳感器設計原則及要求

5.1.2FBG傳感器設計要素

5.2光纖光柵溫度傳感器

5.2.1基片式封裝

5.2.2金屬管式封裝

5.2.3聚合物封裝

5.3光纖光柵應變傳感器

5.3.1基片式封裝

5.3.2金屬管式封裝

5.3.3高分子材料封裝

5.3.4礦山圍巖用的光纖光柵應變傳感器

5.4光纖光柵壓力傳感器

5.4.1錨桿應力監(jiān)測傳感器

5.4.2光纖光柵滲壓傳感器

5.5光纖光柵位移傳感器

5.6光纖光柵電流傳感器

5.6.1超磁致伸縮材料特性

5.6.2電流傳感原理

5.6.3光纖光柵電流傳感器

5.7光纖光柵傳感器膠裝工藝

5.7.1制備工藝

5.7.2光纖光柵粘貼固化工藝

5.7.3組件封裝工藝

5.7.4后期處理和檢測工藝

5.8光纖光柵傳感器金屬化封裝工藝

5.8.1鎳管—鍍金光纖焊接的焊料選擇

5.8.2鎳管—基底的激光焊接

5.9光纖光柵傳感器性能測試

5.9.1測試設備

5.9.2溫度傳感器性能測試

5.9.3應變傳感器性能測試

5.9.4膠裝與金屬化封裝的性能對比

第6章光纖光柵傳感網(wǎng)絡

6.1光纖布拉格光柵解調方法

6.1.1邊緣濾波器檢測法

6.1.2可調諧濾波器檢測法

6.1.3干涉儀檢測法

6.1.4CCD探測法

6.1.5波長掃描法

6.2光纖光柵傳感復用技術

6.2.1波分復用

6.2.2時分復用

6.2.3空分復用

6.2.4混合復用技術

6.2.5光頻域反射復用(OFDR)技術

6.3光纖光柵解調儀的設計

6.4光纖光柵傳感網(wǎng)絡構建

6.5光纖光柵傳感技術的應用

6.5.1在電力行業(yè)的應用

6.5.2在石油行業(yè)的應用

6.5.3在化工行業(yè)的應用

6.5.4在煤炭行業(yè)的應用

6.5.5在橋梁隧道中的應用

6.5.6在醫(yī)療行業(yè)的應用

6.5.7在周界入侵防范的應用

參考文獻 2100433B

本書主要講述用于復合材料結構健康監(jiān)測的光纖光柵傳感技術，主要內容包含九章。第一章為緒論，論述傳感器的地位、作用、分類、發(fā)展趨勢、選用原則等基礎知識；第二章闡述光纖光柵傳感的基本原理和對復合材料結構健康監(jiān)測的方法；第三章介紹航空航天領域復合材料的光纖光柵傳感技術研究與應用現(xiàn)狀；第四章論述復合材料溫度應力特性的光纖光柵傳感研究；第五章和第六章分別闡述光纖光柵結構的演化算法參數(shù)重構和信號降噪與擬合尋峰技術。第七章用光纖光柵傳感技術對復合材料的溫度應力特性進行了研究。第八章介紹了運用光纖光柵傳感技術對CFRP懸臂梁振動性能進行的研究。第九章介紹了運用光纖光柵傳感技術對CFRP層板損傷進行探測的研究。