新型光纤传感技术与系统 清华大学出版社 下载 mobi 免费 pdf 百度网盘 epub 2025 在线 电子书

光纤传感技术为现代工业、大型建筑、边境安防等监测领域提供了一种新型的监测技术手段，近年来已得到长足发展和广泛应用。本专著是作者团队十几年来在新型光纤传感技术及系统方面研究成果的总结，全书总计7章。书中详细介绍了混沌激光这一新型光源的基本理论及作者团队在其产生、光子集成、传感应用等方面发展的前沿技术，同时介绍了团队研制的分布式光纤传感仪及其工程应用、面向光纤传感的窄线宽光纤激光器等研究成果。本书多为原创性成果，是开展分布式光纤监测的重要参考文献，可作为光学、光电子学、测试计量技术及仪器等学科的科研人员、学者、研究生和高年级本科生的参考书。

第1章混沌激光的产生与控制

1.1混沌激光特性

1.2混沌激光的典型产生方式

1.2.1外腔光反馈

1.2.2外部光注入

1.2.3光电反馈

1.3宽带混沌激光的产生

1.3.1研究概况

1.3.2双波长联合光反馈法

1.3.3互注入法

1.4无时延混沌激光的产生

1.4.1研究概况

1.4.2单光注入联合随机散射光反馈法

1.4.3受激布里渊散射法

参考文献

第2章光子集成混沌半导体激光器

2.1研究概况

2.1.1单片集成混沌半导体激光器

2.1.2混合集成混沌半导体激光器

2.2混合集成混沌半导体激光器

2.2.1参数提取与系统仿真

2.2.2器件研制

2.3单片集成混沌半导体激光器

2.3.1单片集成混沌半导体激光器芯片结构设计

2.3.2三段式单片集成DFB激光器的仿真研究

2.4面向集成混沌激光器的驱动及温控系统设计

2.4.1驱动及温控的硬件电路设计

2.4.2系统各控制单元的软件设计

2.4.3系统的输出特性及分析

2.5宽带混沌信号源

2.5.1结构及原理

2.5.2输出特性分析

参考文献

第3章混沌布里渊分布式光纤传感

3.1分布式光纤传感研究现状

3.1.1光纤传感技术概述

3.1.2布里渊分布式光纤传感技术

3.2混沌激光在光纤中的布里渊散射特性

3.2.1光纤中布里渊散射的机理

3.2.2混沌激光在光纤中的后向布里渊散射特性

3.3混沌布里渊光相干域反射传感技术

3.3.1Chaotic-BOCDR技术的传感机理

3.3.2光源特性分析

3.3.3温度测量结果

3.4混沌布里渊光相干域分析传感技术

3.4.1Chaotic-BOCDA技术的传感机理

3.4.2长距离Chaotic-BOCDA系统

3.4.3毫米级空间分辨率Chaotic-BOCDA系统

参考文献

第4章基于无序信号的布里渊分布式光纤传感

4.1基于噪声调制的布里渊光相干域反射技术

4.1.1传感机理

4.1.2参数选择及特性分析

4.1.3分布式温度测量

4.1.4性能分析

4.2基于伪随机序列调制的布里渊光相干域反射技术

4.2.1传感机理

4.2.2分布式温度传感

4.2.3性能分析

4.3基于物理随机码调制的布里渊光相干域分析技术

4.3.1传感机理

4.3.2分布式温度测量

4.3.3影响因素分析

参考文献

第5章混沌微波光子传感

5.1光生混沌超宽带微波信号

5.1.1引言

5.1.2基于光注入半导体激光器产生UWB微波信号

5.1.3光脉冲注入半导体激光器产生可调谐超宽带信号

5.1.4直接调制光反馈半导体激光器产生混沌UWB信号

5.2混沌超宽带微波光子远程测距技术

5.2.1引言

5.2.2实验装置和原理

5.2.3实验结果与分析

5.3混沌微波光子远程水位监测技术

5.3.1实验装置

5.3.2远程水位传感器探测信号特征与传输特性

参考文献

第6章分布式光纤拉曼测温仪及应用

6.1新型光纤拉曼解调技术

6.1.1自发拉曼散射效应

6.1.2单端结构温度解调方法

6.1.3双端结构温度解调方法

6.1.4基于光纤损耗的裂缝解调方法

6.2高速实时分布式光纤拉曼测温仪

6.2.1系统集成

6.2.2小波模极大值去噪法

6.2.3基于实时移动法的超前预警模型

6.2.4测温仪的主要技术指标

6.3长距离高精度分布式光纤拉曼测温仪

6.3.1系统的集成及多级恒温控制技术

6.3.2三维温度可视化定位技术

6.3.3测温仪的主要技术指标

6.4重大工程应用

6.4.1在长距离天然气输气管道安全监测中的应用

6.4.2电力电缆故障检测中的应用

6.4.3煤矸石山火灾监测中的应用

参考文献

第7章面向光纤传感的窄线宽光纤激光器

7.1光纤激光器研究现状

7.1.1光纤激光器的发展背景

7.1.2光纤激光器的分类及优势

7.1.3光纤激光器的主要应用领域

7.2环形腔掺铒光纤激光器

7.2.1掺铒光纤激光器基本原理

7.2.2典型的环形腔掺铒光纤激光器

7.2.3增益光纤很好长度的选择

7.3单纵模窄线宽光纤激光器

7.3.1基于并联双子环MZI的窄线宽掺铒光纤激光器

7.3.2窄线宽掺铒光纤激光器输出激光的特性分析

7.3.3窄线宽掺铒光纤激光器输出激光的性能提升

7.4双波长掺铒光纤激光器

7.4.1基于双子环MZI的双波长掺铒光纤激光器

7.4.2双波长掺铒光纤激光器输出激光的特性分析

参考文献

索引

张明江，教授，博士生导师，现任太原理工大学研究生院副院长。博士毕业于天津大学光学工程专业，获全国优秀博士学位论文提名奖。致力于新型光子集成混沌激光器的研制及其在分布式光纤传感领域的应用研究。主持国家重大科研仪器研制项目、国家自然科学基金面上项目等国家、省部级项目10多项。发表学术论文100多篇，其中 SCI 收录 76篇，已授权专利56项。获山西省技术发明一等奖1项(第一完成人)、山西省自然科学二等奖1项(第二完成人)。

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编辑推荐

本书详细介绍了混沌激光的产生与控制方法及混沌激光的特性，并实现了混沌激光器的光子芯片集成，为其应用奠定了基础。在分析混沌布里渊散射特性的基础上，提出了混沌布里渊相干域反射技术、混沌布里渊相干分析技术，实现长传感距离、高空间分辨率得以兼顾的温度、应变传感测量。同时，介绍了混沌微波光子技术在远程水位测距、多目标物测距方面的传感应用。介绍了噪声信号、伪随机序列、物理随机数调制在布里渊光相干域传感方面的应用，从而实现高空间分辨率的分布式光纤传感。之后，介绍了分布式光纤拉曼传感相关的新技术，以及该技术在工程领域的应用。