光纤技术及应用

光纤自20世纪60年代问世以来，就已应用于传递图像和检测技术方面，主要是用于传递远距离和难以接收到的信号。随着光通信的应用，光纤工艺和技术得到了迅速发展。人们逐渐认识到光纤的许多性质可用于探测各种物理量，光纤传感技术引起人们极大的重视，成为一个很有生命力的研究和应用领域。

应用光作为检测技术的手段已经有较长的历史，光测技术是随着科学发展同步地发展起来的，激光发明后也是首先考虑应用到测量技术上。由于半导体激光器和光导纤维等光学部件的显著进步，光测技术进入了一个飞跃时期。尤其是测试技术中低损耗光纤的“光纤敏感元件”的出现，使得作为非接触、高速度、高精度的测试手段的光测技术又获得一次飞跃发展。随着光纤技术与光学波导、集成光学、非线性光学、傅里叶光学、微光学等不断深入研究和交叉影响及发展，光纤传感器将在众多领域中得到更广泛的应用。

由于光纤传感器不受电磁干扰，传输信号安全，可实现非接触测量，可做成光纤传光型及光纤敏感型的各式各样的传感器，因而它具有高灵敏度、高精度、高速度、高密度，适应各种恶劣环境下使用以及非接触、非破坏和使用简便等特点。

近年来，传感器朝着微型化、数字化、智能化、网络化的方向发展。光纤传感器具有众多优异的性能，能够对应变、压力、温度、振动、声场、折射率、加速度、电压、气体等各种参数进行精确测量，适应极端恶劣的环境。

作　者：石顺祥，孙艳玲，马琳，刘继芳　

出版社： 华中科技大学出版社

出版时间： 2009-9-1

ISBN: 9787560954554

开本： 16开

定价: 30.00元

1.1 麦克斯韦方程和波动方程

1.1.1 麦克斯韦方程和边界条件

1.1.2 波动方程

1.2 平面光波及其在介质界面上的反射和折射

1.2.1 均匀平面光波

1.2.2 平面光波在介质界面上的反射和折射

1.2.3 平面光波的全反射

1.3 程函方程与光线方程

思考题

参考文献

第2章 平板介质波导

2.1 理想平板波导的射线光学理论

2.1.1 均匀平面光波在平板波导中的传输

2.1.2 非均匀平面光波在平板波导中的传输

2.2 理想平板波导的波动光学分析

2.2.1 平板波导中的模式

2.2.2 导模

2.2.3 辐射模

2.2.4 泄漏模、消失模

2.3 模式的正交性和完备性

2.3.1 模式的正交性一

2.3.2 模式的完备性

2.4 非理想波导中的模式耦合

2.4.1 耦合模理论

2.4.2 周期性平板波导

2.4.3 波导问的模式耦合

思考题

参考文献

第3章 光纤

3.1 光纤的射线光学理论

3.1.1 阶跃光纤

3.1.2 梯度光纤

3.2 光纤的波动光学理论

3.2.1 阶跃光纤中的矢量解

3.2.2 弱导光纤中场的标量近似解(LP模)

3.2.3 梯度光纤中的导模场解

3.3 非均匀光纤

3.3.1 光纤光栅

3.3.2 光子晶体光纤

3.4 特殊材料光纤

附录Ⅰ 贝塞尔函数

思考题

参考文献

第4章 光纤的传输特性

4.1 光纤损耗

4.1.1 光纤损耗的表示

4.1.2 光纤损耗机制

4.2 光纤色散

4.2.1 光纤色散的定义和种类

4.2.2 光信号在色散光纤中的传输

4.2.3 色散优化光纤

4.3 光纤偏振

4.3.1 光纤(模式)双折射

4.3.2 单模光纤的偏振模色散

4.3.3 保偏光纤

4.4 光纤中的非线性效应

思考题

参考文献

第5章 光纤器件

5.1 光纤无源器件

5.1.1 光纤无源器件的主要性能参数

5.1.2 光纤连接器

5.1.3 光纤定向耦合器

5.1.4 光波分复用器

5.1.5 光纤隔离器和环行器

5.1.6 窄带光学滤波器

5.1.7 光纤光栅

5.1.8 光开关和光衰减器

5.2 光纤有源器件

5.2.1 光纤放大器

5.2.2 光纤激光器

5.3 光纤器件的研究

思考题

参考文献

第6章 光纤光缆的制备

6.1 光纤材料与提纯

6.2 光纤预制棒的制备

6.2.1 CVD制作光纤预制棒的发展历史

6.2.2 MCVD法

6.2.3 VAD法

6.2.4 其他预制棒制造技术

6.3 拉丝、涂覆和套塑

6.4 光纤成缆技术

思考题

参考文献

第7章 光纤通信技术

7.1 光纤通信系统的基本组成

7.1.1 信源

7.1.2 发送机

7.1.3 信道

7.1.4 接收机

7.1.5 信宿

7.2 光纤通信原理基础

7.2.1 模拟通信与数字通信

7.2.2 信息及其度量

7.2.3 信道及信道容量

7.2.4 通信系统的主要性能指标

7.3 光通信系统的光源和调制特性

7.3.1 通信中调制的一般概念

7.3.2 光通信中的光源及其调制特性

7.4 光纤通信系统中的光放大和光放大器

7.5 光检测原理和光检测器

7.5.1 光检测原理

7.5.2 光检测器

7.6 光纤通信系统中的复用技术

7.6.1 复用技术的基本概念

7.6.2 光时分复用技术

7.6.3 光波分复用技术

7.6.4 副载波复用技术

7.6.5 光频分复用技术

7.7 相干光纤通信系统

7.7.1 相干检测的基本原理

7.7.2 相干光通信的调制技术

7.7.3 相干通信的接收机

7.8 光孤子通信简介

7.9 光纤通信分布式网络

思考题

参考文献

第8章 光纤传感技术

8.1 光纤传感技术概述

8.1.1 传感技术概述

8.1.2 光纤传感器概述

8.2 光纤的光波调制技术

8.2.1 光纤传感器利用的物理效应

8.2.2 光纤的光波调制技术

8.3 光纤传感器

8.3.1 光纤温度传感器

8.3.2 光纤压力传感器

8.3.3 光纤流量流速传感器

8.3.4 光纤位移传感器

8.3.5 光纤电磁参量传感器

8.3.6 光纤陀螺

8.3.7 光纤白光干涉传感器

8.3.8 复用式和分布式光纤传感器

思考题

参考文献