光纤传感概论

1、光纤传感技术,光纤技术的起源,光通信的需求 为什么是光纤？ 要解决什么问题,通信历史的回顾,最早的光通信 烽火台,电通信有那些方式,电报 电话 卫星通信,卫星通信的时延,为什么是光纤,现代通信的要求，选择了光纤作为传导介质 大容量 高速率 安全、保密 稳定、长寿命 原料取之不尽,光纤传感器概述,传感器技术: 感知获取信息的窗口 智能信息系统的“五官” 物联网的核心技术 光纤传感器: 特点:以光波为信息载体,以光纤为传输媒质 优点：灵敏度高; 抗电磁干扰；耐恶劣环境; 质轻体小; 安全可靠; 传输容量大 应用范围:可用于七十多个物理量的测量,光纤传感器类型,光波方程:EE 0cos(t) 光波参

2、数: 光强,频率(波长),相位,偏振态 光纤传感器类型: 功能型光纤传感器传感型 非功能型光纤传感器传光型 强度调制光纤传感器 频率调制光纤传感器 波长调制光纤传感器 相位调制光纤传感器 偏振调制光纤传感器,光纤传感系统的基本构成,外界 物理量,强度调制位移传感器,黑体辐射温度传感器,F-P腔应力传感器,相位调制声波传感器,偏振态调制电流传感器,多量子阱吸收式电场传感器,火灾感温报警系统,光纤灵巧蒙皮（Smart-Skin,光纤传感器的主要应用领域,军事传感器 光纤制导武器、光纤陀螺、光纤水听器、光纤加速度计、光纤压力传感器、光纤灵巧蒙皮、光纤战地化学传感器 智能系统 光纤机器人、智能制造与柔

3、性加工、电力继电保护与火灾报警、发动机内部故障诊断、智能大厦 医用传感器 胃镜、神经修复、外科手术监测,光纤传感器的主要关键技术,4S+R技术： Sensitivity；Selectivity；Stability；Standardization；Reliability 光源功率稳定技术 电流控制；功率控制；温度控制；噪声控制 信号检测技术 强度检测；波长检测；相位检测；偏振态检测；弱信号放大 系统智能化技术,参考书,1光纤传感技术与应用，廖延彪、黎敏著，清华大学出版社，2009.1 2光纤传感器及其应用技术，黎敏、廖延彪著，武汉大学出版社，2008.8 3光电子学与光纤传感器技术，王玉田著，国

4、防工业出版社，2003.10,光纤”本身的特性,光纤的结构与分类 光纤的几何特性 光纤的损耗特性 光纤的色散特性 光纤中光波是如何传播的？(传导模式,光纤,光纤的几何结构,光纤典型参数,几种典型的光纤结构,光纤的拉制过程,光缆,光纤的损耗特性,高 锟于1966年解决了石英光纤损耗的理论问题,光纤损耗产生的原因,吸收损耗 本征吸收 紫外本征吸收（电子越迁） 红外本征吸收（分子振动） 杂质吸收（OH-） 散射损耗（瑞利散射） 被覆层效应 弯曲损耗（微弯损耗,光纤损耗的改进,光纤的色散特性,波长色散 模式色散 材料色散,模式色散,光纤中的传导模式,导模 单模传输条件： 归一化截止频率V 2.405 泄漏模 辐射模,光源,光源 光源调制技术 光发送端机,光探测器,各种形式的光探测器,光子晶体光纤,微结构光纤,新型光纤的制作工艺,小结,光纤传感技术领域是一个多学科交叉的综合领域，涉及光学、电子、信号处理等多种技术。 光纤传感技术的应用将越来越广泛 光纤传感系