2018光纤传感教学大纲设计

1、实用标准文案光纤传感技术课程教学大纲课程代码：09094012课程英文名称： The tech no logies of optical fiber sensing课程总学时：24 讲课：22 实验：2 上机：0适用专业：光信息科学与技术，信息显示与光电技术大纲编写（修订）时间： 2010.7一、大纲使用说明一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是光信息科学类专业的一门专业课，光纤传感技术是伴随着光导纤维及光通讯技术的发展而逐步形成的。 通过本课程的学习， 可以使学生了解光纤中光传输和传感的基本理论，使学生掌握光纤传感的基本原理以及常用的传感器测量原理；了解各种光纤传感正在发展的前沿

2、课 题。培养学生应用光纤传感器的基本技能，提高学生应用高科技产品的技能。增强学生的科学素养。使学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风，努力培养面向生产第一线的高素质应用型人才，培养学生对前期学习知识的综合运用能力。（二）知识、能力及技能方面的基本要求知识方面的基本要求通过本科程的学习，使学生掌握：1. 了解光在光纤中的传播特点。2 .掌握光纤传感器的强度调制、相位调制、偏振调制、波长调制、频率调制等基本原理。3 .掌握光纤传感器应用关键技术和典型系统构成。4 . 了解光纤传感技术面临的新课题和发展前景一一新类型光纤及其传感应用、新兴光集成工艺及其与光纤传感器的互通。能力方面的基本要求通过本科

3、程的学习，培养学生：1. 具有抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力和自学能力。2. 具有综合运用所学知识分析和解决问题的能力。技能方面的基本要求通过本课程的学习，使学生获得1 应用光纤传感器的基本技能，提高学生应用高科技产品的技能。2 设计简单的光纤传感器的技能。（三）实施说明1 严格按照大纲基本要求实施教学过程2 丰富教学方式，活跃教学气氛，提高教学质量3 注意知识的内在联系，启发学生独立思考，解决问题能力（四）对先修课的要求本课的先修课程：物理光学、基础物理学、光无源器件和光电检测等方面的知识。（五）对习题课、实验环节的要求1. 对习题课的要求各章内容学习结束后，根据教材内容选择习题，

4、布置习题作业，根据习题的完成质量，随堂讲解各章重点习题，期末总复习全面讲解。2. 对实验环节的要求：根据所学理论内容，分析理论内容和实验上的差别，分析出现的原因，加强对理论和实践结合的能力的培养。（六）课程考核方式1计分制：百分制2总评成绩构成：平时成绩（30 ）%;期末成绩（70 ）% ;（1 ）平时成绩构成：作业（50 ）%;出勤（50 ）%;（2 ）期末成绩：考核形式闭卷或开卷（七）参考书目1光纤传感器及其应用技术，黎敏，廖延彪 武汉大学出版社，2008.82光纤测量与传感技术.孙圣和，王廷云哈尔滨工业大学出版社.20023光纤传感器新进展.靳伟、阮双琛.科学出版社.2006.二、中文摘

5、要本课程论述光纤传感器中使用的光纤、光源、光探测器以及光纤传感器及其系统的原理、 特点、应用。主要内容包括：光纤的结构特性、光学特性和传输特性；光纤传感器使用的光源； 光纤光栅传感器、光纤荧光传感器、光纤温度传感器、光纤气体传感器等原理、特点以及一般设 计方法。三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1光纤基础661.1了解光纤的种类；理解光纤的结构特征； 光纤的制备。斜光纤和子午光纤在阶跃光 纤中光波的传输特点。21.2掌握斜光纤和子午光纤在梯度光纤中光波的传输特点。光纤数值孔径21.3光纤中光波传输的模式光纤中光波传输的模式，光纤损耗和色散22光纤传感基本原理12122.1光强调制型

6、光纤传感原理42.2光相位调制型光纤传感与解调原理22.3光偏振调制型光纤传感原理及解调方法22.4光波长调制型光纤解调原理，光频率光纤传感原理，分布式光纤传感原理43光纤传感器的应用663.1第一节光纤温度传感器的应用23.2光纤压力和液位传感器的应用23.3白光干涉压力和温度传感器的设计2合计24四、教学内容及基本要求第1部分光纤基础总学时（单位：学时）:6 讲课:6 实验:0上机:0第1.1部分光纤传输基本理论（讲课 4学时） 具体内容：1）掌握斜光纤和子午光纤在阶跃光纤中光波的传输特点；2）掌握斜光纤和子午光纤在梯度光纤中光波的传输特点；3）光纤数值孔径；第1.2部分光波在光纤中传输的

7、模式理论（讲课2学时）具体内容：1）光纤中光波传输的模式,;2）光纤损耗和色散；重 点：掌握阶跃光纤及梯度光纤中光的传输机制，会用光线理论解释其中光的传输机制。 难 点：阶跃光纤及梯度光纤中光的传输机制，会用光线及光波理论解释其中光的传输机。第2部分 光纤传感基本原理总学时（单位：学时）:12 讲课:12 实验:0上机:0第2.1部分 光强调制型光纤传感原理（讲课4学时）具体内容：1）光纤传感基本原理；2）非功能性光强调制型光纤传感原理；3）物理效应型光强调制型光纤传感原理；4）功能性光强调制型光纤传感原理；第2.2部分 光相位调制型光纤传感与及解调方法（讲课2学时）具体内容：1）功能型光相位

8、调制原理；2）光相位解调原理；第2.3部分 光偏振调制型光纤传感原理及解调方法（讲课2学时）具体内容：1）功能型光偏振调制原理；2）光偏振态的检测；4学时）第2.4部分光波长，频率调制型光纤传感原理及解调方法（讲课 具体内容：1）光波长调制与解调原理；2）光频率调制原理；3）分布式光纤传感原理；4）波域分布式光纤传感原理；重点：掌握光强调制、波长调制调制原理和干涉法解调方法。难点：功能型光强、偏振调制原理。第3部分光纤传感器及其应用总学时（单位：学时）:6 讲课:4 实验:2上机:0第3.1部分 光纤温度传感器（讲课 2学时）具体内容：1）半导体吸收型光纤温度传感器；2）光纤荧光温度传感器；3）热辐射式光纤温度传感器；第3.2部分 光纤液位传感器（讲课 2学时）具体内容：1）液面敏感型光纤液位传感器；2）液内敏感型光纤液位传感器；3）压敏型光纤液位传感器第3.3部分 白光干涉压力和温度传感器的设计具体内容：1）光信号的检测；2）压力与光参量变化关系重 点：掌握温度和液位光纤传感器的设计原理。难 点：白光干涉压力和温度传感器的设计原理。编写人：沈龙海审核人：秦艳利批准人：侯亚