光電子學與光學陀螺儀

《光電子學與光學陀螺儀》是2017年清華大學出版社出版的圖書，作者是章燕申、張春熹、蔣軍彪、馮麗爽、金靖、伍曉明。

基本介紹

• 書名：《光電子學與光學陀螺儀》
• 作者：章燕申、張春熹、蔣軍彪、馮麗爽、金靖、伍曉明
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2017年7月1日
• 定價：168 元
• ISBN：9787302473527

內容介紹
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本書是介紹光學陀螺儀最新進展的學術專著，內容包括：光電子學的基礎知識；光學陀螺儀及其關鍵器件的工作原理、結構、設計方法與研究進展；光學陀螺的導航系統。為了開發具有我國自主智慧財產權的新型光學陀螺產品，本書還探討了多種新型光學陀螺儀的可行性，包括雷射陀螺儀、光纖陀螺儀和集成光學陀螺儀。本書可供電子工程、微電子、精密儀器與機械等專業的高校師生、研究院所的科研人員及生產企業的技術人員閱讀參考。

編輯推薦

光學陀螺作為一種慣性器件，從20世紀60年代開始起步，已經歷了半個世紀的發展。作為諧振型光學陀螺代表的雷射陀螺，已經在航空、船舶等領域取得了巨大套用成就，充分發揮了光學陀螺的高性能、高可靠優勢。

圖書目錄

引論參考文獻第1章波動光學1.1光的電磁波性質1.2Maxwell方程1.3光在自由空間中的傳播1.4Gauss光束1.5光的偏振1.6雙光束干涉1.7多光束干涉1.8光的相干性1.9光的衍射1.10Fresnel衍射1.11Fraunhofer衍射1.12衍射光柵1.13光學儀器的解析度參考文獻第2章集成光電子學2.1概述2.2平面光波導2.3平面波導的光傳播模式2.4單模的平面波導2.5光波導模式的有效折射率2.6波導模式的電磁學描述2.7GoosHnchen位移2.8脊形波導2.9波導的傳輸損耗2.10彎曲波導2.11波導與光路的耦合2.12光波導傳輸損耗的測量參考文獻第3章光纖光學3.1概述3.2光纖結構3.3光纖傳輸損耗3.4雙折射與偏振光纖3.5光纖材料3.6光纖元件參考文獻第4章量子光學4.1光的產生與輻射4.2Plank熱輻射理論4.3光電效應4.4輻射壓力與Compton效應4.5氫原子的光譜系列4.6Boor氫原子模型4.7Frank和Hertz的實驗4.8氫原子的量子物理學模型4.9自由粒子的運動4.10在無限高牆一維勢能阱中的粒子4.11線性簡諧振盪器4.12矩形勢能門檻的反射與透射4.13有限寬度的矩形勢能障礙區4.14隧道效應4.15受激輻射與雷射器參考文獻第5章雷射振盪5.1雷射的特性5.2原子輻射5.3雷射產生的條件5.4雷射光譜與增寬5.5雷射泵浦參考文獻第6章半導體雷射器6.1半導體基礎知識6.1.1能帶與Fermi能級6.1.2半導體中的光吸收與光增益6.2半導體雷射器的種類6.2.1同質結雷射器6.2.2異質結雷射器6.2.3量子...

6.2.4垂直腔表面發射半導體雷射器

6.3半導體雷射器的材料

6.4雷射二極體的輸出特性

6.5超輻射發光二極體參考文獻

第7章光學陀螺系統的設計方法

7.1概述

7.2干涉型光學陀螺儀的設計方法

7.2.1閉環式干涉型光學陀螺儀的系統結構

7.2.2抑制標度因數誤差的方法

7.2.3抑制零位漂移的方法

7.2.4抑制隨機遊走的方法

7.2.5戰術級產品設計的實例

7.2.6戰略級產品設計的實例

7.3諧振型光學陀螺儀的設計方法

7.3.1雙向環形雷射器的設計方法

7.3.2光路控制方法

7.3.3抖動偏頻裝置的設計方法

7.3.4讀出裝置的設計方法

7.3.5導航級產品設計的實例參考文獻

第8章窄帶二極體雷射器

8.1概述

8.2諧振型集成光學陀螺對光源的要求

8.3二極體雷射器用於有源腔集成光學陀螺的可行性

8.4分布反饋式二極體雷射器的研製

8.5分布反饋式二極體雷射器的設計方法

8.6外腔式二極體雷射器的設計方法

8.7二極體雷射器線寬的測試方法參考文獻

第9章寬頻光源

9.1超輻射發光二極體

9.1.1SLD工作原理

9.1.2管芯的封裝

9.1.3外延層的設計與工藝

9.1.4外延層的性能參數

9.1.5縱向結構的設計

9.1.6光譜特性的測試

9.1.7光功率特性的測試

9.1.8偏振特性的測試

9.2摻鉺超螢光光纖光源

9.2.1放大自發輻射

9.2.2雙程與單程結構

9.2.3仿真計算

9.2.4功率特性

9.2.5光譜特性

9.2.6光譜特性的溫度穩定性

9.2.7光纖陀螺對摻鉺光纖光源的反饋作用參考文獻

第10章集成光電子器件

10.1概述

10.2無源平面光波導材料的澱積

10.3光刻工藝

10.4乾法刻蝕工藝10.5離子交換工藝

10.6無源Sagnac效應敏感環

10.7有源Sagnac效應敏感環參考文獻

第11章反射鏡式雷射陀螺

11.1雷射陀螺發展歷程

11.2反射鏡式雷射陀螺總體方案

11.2.1三角形諧振腔雷射陀螺和四邊形諧振腔雷射陀螺

11.2.2單軸雷射陀螺和三軸雷射陀螺

11.2.3雷射陀螺的偏頻方案

11.2.4雷射諧振腔的模式選擇

11.3反射鏡式二頻雷射陀螺

11.3.1反射鏡式雷射諧振腔的穩定性設計

11.3.2抖動偏頻雷射陀螺

11.3.3速率偏頻雷射陀螺

11.3.4磁鏡偏頻雷射陀螺

11.3.5塞曼偏頻雷射陀螺

11.4反射鏡式四頻雷射陀螺

11.4.1法拉第偏頻雷射陀螺的基本原理

11.4.2非共面諧振腔的設計方案

11.4.3法拉第偏頻組件

11.4.4法拉第偏頻雷射陀螺的特點參考文獻

第12章全反射稜鏡式雷射陀螺

12.1全反射稜鏡式雷射陀螺工作原理

12.1.1布儒斯特角

12.1.2全反射

12.1.3全反射稜鏡式雷射陀螺工作原理

12.1.4全反射稜鏡式雷射陀螺的特點

12.2全反射稜鏡式雷射陀螺誤差分析

全反射稜鏡式雷射陀螺自洽場方程組

12.2.2無源環形腔中波動方程的解

12.2.3全反射稜鏡式雷射陀螺自洽方程組

12.2.4全反射稜鏡式雷射陀螺比例因子修正

12.2.5全反射稜鏡式雷射陀螺零位漂移

12.2.6全反射稜鏡式雷射陀螺閉鎖效應

12.3全反射稜鏡式雷射陀螺設計技術

12.3.1全反射稜鏡式雷射諧振腔設計

12.3.2頻率控制系統設計

12.3.3光強控制系統設計

12.3.4抖動偏頻系統設計

12.4全反射稜鏡式雷射陀螺檢測技術

12.4.1全反射稜鏡式雷射陀螺應力檢測

12.4.2全反射稜鏡式雷射陀螺增損比檢測

12.4.3全反射稜鏡式雷射陀螺模態檢測

12.4.4全反射稜鏡式雷射陀螺閾值電壓檢測

12.5全反射稜鏡式雙縱模雷射陀螺

12.5.1全反射稜鏡式雷射陀螺自適應雙縱模穩頻技術

12.5.2雙縱模自偏頻理論參考文獻

第13章雷射陀螺捷聯慣性導航系統

13.1雷射捷聯慣導系統設計通則1

3.1.1雷射捷聯慣導系統的基本組成

13.1.2雷射捷聯慣導系統的力學編排

13.1.3雷射捷聯慣導系統的誤差模型

13.1.4雷射捷聯慣導系統的基本導航算法

13.1.5雷射捷聯慣導系統的電氣設計

13.1.6雷射捷聯慣導系統的結構設計

13.2抖動偏頻雷射捷聯慣導系統

13.2.1抖動偏頻雷射陀螺儀表級預處理

13.2.2抖動偏頻雷射陀螺IMU的標定

13.2.3系統內桿臂補償

13.2.4慣導系統溫度補償

13.2.5抖動偏頻雷射捷聯慣導系統的典型套用

13.3法拉第偏頻雷射捷聯慣導系統

13.3.1法拉第偏頻雷射陀螺尋北儀

13.3.2法拉第偏頻雷射捷聯慣導系統的典型套用

13.4速率偏頻雷射捷聯慣導系統

13.4.1系統設計

13.4.2速率偏頻雷射捷聯慣導系統的典型套用

13.5雷射陀螺在常規彈藥中的套用

13.5.1傳遞對準技術

13.5.2幾種精確制飛彈藥參考文獻

第14章雷射陀螺系統的結構

14.1概述

14.2稜鏡式雷射陀螺儀

14.3反射鏡式雷射陀螺儀

14.4無源腔雷射陀螺儀

14.4.1無源腔雷射陀螺的實驗裝置

14.4.2閉鎖閾值的測試方法

14.4.3閉鎖閾值的測試結果

14.5固態雷射陀螺儀

14.6脈衝式雷射陀螺儀

14.6.1脈衝式染料雷射陀螺的實驗研究

14.6.2脈衝式鈦寶石雷射陀螺的實驗研究

14.6.3脈衝式雷射陀螺原理樣機的設計

14.6.4脈衝式雷射陀螺的設計

14.7微型雷射陀螺儀參考文獻

第15章干涉式光纖陀螺儀

15.1光纖陀螺最小互易結構

15.2干涉式光纖陀螺技術方案

15.2.1光學結構

15.2.2信號處理方法

15.3戰略級光纖陀螺技術

15.3.1戰略級光纖陀螺器件技術

15.3.2戰略級光纖陀螺系統技術

15.3.3戰略級光纖陀螺研究現狀

15.4光子晶體光纖陀螺

15.4.1光子晶體光纖

15.4.2光子晶體光纖陀螺的關鍵技術

15.4.3光子晶體光纖陀螺的研究現狀

15.5光纖陀螺空間套用技術

15.5.1光纖輻射效應及其對陀螺的影響

15.5.2抗輻照加固技術

15.5.3耐熱真空設計

15.5.4故障診斷與重構參考文獻

第16章光纖陀螺及其導航系統

16.1光纖捷聯慣性導航系統

16.2光纖捷聯慣性導航系統誤差模型

16.2.1器件誤差模型

16.2.2系統誤差模型

16.3光纖捷聯慣性導航系統標定與對準方法

16.3.1器件級及系統級標定

16.3.2靜基座對準

16.3.3飛行對準及傳遞對準

16.4光纖捷聯慣性導航系統的套用

16.4.1陸用光纖陀螺慣性導航系統

16.4.2航空光纖捷聯慣性導航系統

16.4.3海用光纖捷聯羅經

16.4.4彈用光纖捷聯慣性導航系統

16.4.5空間套用光纖捷聯慣性導航系統

16.4.6民用光纖捷聯慣性導航技術參考文獻

第17章循環干涉型光學陀螺

17.1概述

17.2循環干涉型光纖陀螺的系統方案

17.3循環干涉型光纖陀螺的理論分析

17.3.1光強傳遞函式

17.3.2標度因數

17.3.3信噪比和解析度

17.3.4正弦調製特性分析

17.4循環干涉型光纖陀螺的實驗

17.4.1光波多次循環的實驗驗證

17.4.2循環干涉型光纖陀螺的系統實驗

17.5有源循環干涉型光纖陀螺參考文獻

第18章集成光學陀螺儀

18.1概述18.2發展歷程

18.2.1有源集成光學陀螺

18.2.2無源集成光學陀螺

18.3總體方案

18.3.1光學元器件

18.3.2波導諧振腔

18.3.3信號檢測方案

18.4誤差分析

18.4.1背向散射噪聲

18.4.2偏振噪聲

18.4.3克爾噪聲

參考文獻

附錄A量子光學中的數學工具

A.1隨機變數的統計特性

A.2隨機過程的統計特性

A.3量子物理學的基本定律

A.4不確定性關係與Schrdinger方程

A.5量子物理學中的運算元及其特性

A.6重要物理量的運算元

A.7運算元形式的Schrdinger方程

附錄BSagnac效應

附錄C捷聯慣性導航系統基礎理論知識

C.1捷聯慣性導航系統概述

C.2捷聯慣性導航系統常用坐標系定義

C.3坐標系之間的關係

C.4捷聯慣導系統算法編排名詞索引