怎樣在光纖上構建實驗室

《怎樣在光纖上構建實驗室》是2023年清華大學出版社出版的圖書，作者是苑立波等。

基本介紹

• 中文名：怎樣在光纖上構建實驗室
• 作者：苑立波等
• 出版時間：2023年2月1日
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302620815
• 定價：289 元

內容簡介

本書圍繞著“光纖上的實驗室”這一主題，邀請全國在該研究方向上若干具有代表性的研究組，圍繞各小組多年來所取得的主要成就及重要的研究進展，共撰寫了12個章節。本書集中討論如何在光纖上構建各種實驗室的技術基礎,給出在光纖上構建多種微實驗室的若干實際例子，以此來說明在光纖上創建實驗室的目的、方法與技術途徑。

圖書目錄

第1章光纖集成光學實驗室

1.1光學集成技術的發展

1.2光纖集成光學概念

1.2.1光纖中進行光學集成的基本思路

1.2.2光纖中的光路、器件、系統集成

1.3功能集成光纖

1.3.1多波導集成光纖

1.3.2微流物質通道與光通道混合集成的光纖

1.3.3偏芯光纖與孔助光纖

1.3.4手性光纖與螺旋光纖

1.3.5光子晶體光纖與反諧振空芯光纖

1.4光纖上的集成光器件

1.4.1光纖上的微加工技術

1.4.2無源器件集成

1.4.3有源器件集成

1.5光纖上的集成光學微系統

1.5.1基於雙芯光纖干涉儀的集成微加速度計系統

1.5.2基於微流光纖的微化學反應分析系統

1.5.3基於空心光子晶體光纖的氣體光熱調製感測系統

1.5.4基於雙芯光纖的光鑷系統

1.5.5基於四芯光纖的FBG三維形狀感測系統

1.6結語

參考文獻

第2章光纖離散光學實驗室

2.1離散光學

2.1.1何為離散光學

2.1.2離散光學系統中的關聯

2.1.3光纖離散光學的調控方法

2.2離散波導光場調控

2.2.1波導之間的超模耦合

2.2.2基於離散波導特殊光場的遠傳： 艾里光纖

2.2.3光場橫向加速的彩虹效應

2.2.4艾里光纖的潛在套用

2.3漸變波導模場調控

2.3.1漸變波導模場轉換

2.3.2縱向模場漸變錐體調控： 模場變換器

2.3.3橫向模場漸變錐體調控： 模分復用器

2.4熱擴散折射率調控

2.4.1熱擴散折射率調控方法概述

2.4.2熱擴散折射率調控理論模型

2.4.3用於光纖熱擴散的微加熱器

2.4.4熱擴散折射率調控典型套用

2.5級聯干涉儀及其相位調控

2.5.1級聯干涉儀相位組合的光學游標效應

2.5.2串列級聯多干涉儀相位調控

2.5.3並行級聯多干涉儀相位調控

2.6結語

參考文獻

第3章光纖端面納米光子結構與器件集成實驗室

3.1納米加工技術

3.1.1聚焦離子束刻蝕技術

3.1.2電子束曝光技術

3.1.3納米壓印技術

3.1.4納米轉印技術

3.1.5光學加工技術

3.2光纖端面納米光子結構的集成製備方法

3.2.1干涉光刻法

3.2.2電子束曝光結合離子束刻蝕技術

3.2.3焊接剝離轉移技術

3.2.4柔性轉移技術

3.3光纖端面集成微納感測器

3.3.1光纖端面同心金納米圓環光柵的折射率感測器——瑞利

反常衍射感測

3.3.2光纖端面集成金納米線光柵等離激元感測器

3.4光纖端面集成雷射發射器件

3.4.1光纖端面集成微腔雷射器

3.4.2光纖端面集成隨機雷射器

3.5光纖端面集成注入鎖定雷射放大器

3.5.1有機半導體雷射放大器

3.5.2注入鎖定DFB微腔光放大器原理

3.5.3光纖集成有機微腔光放大器的製備

3.5.4光纖端面集成注入鎖定有機半導體微腔雷射放大器性能

3.6光纖端面集成光學調控器件

3.6.1光纖端面集成光學傳播、色散、濾波控制器件

3.6.2光纖端面集成光學邏輯控制器件——等離激元全光開關

參考文獻

第4章微流光纖及其感測實驗室

4.1微流控與光微流技術

4.1.1光微流技術

4.1.2基於微結構光纖的光微流

4.1.3微流光纖設計的基本問題

4.2微流光纖的製備

4.2.1帶孔微結構光纖的製備方法

4.2.2幾種典型的微流光纖

4.3微流光纖器件技術

4.3.1光纖拋磨方法

4.3.2帶孔微結構光纖製備微孔方法

4.3.3對光纖的表面修飾及塗覆方法

4.4光纖微流實驗室

4.4.1光熱微泵技術

4.4.2基於懸掛芯光纖的光流控化學發光檢測

4.4.3基於帶孔雙芯光纖的集成式干涉型光流控折射率感測

4.4.4基於空心光纖的乙醇監測系統

4.5結語

參考文獻

第5章微光纖小型多功能集成化光器件實驗室

5.1基本特性

5.1.1引言

5.1.2特點

5.1.3套用

5.1.4製備

5.2波導特性

5.2.1三層波導模型

5.2.2兩層簡化波導模型

5.2.3能量分布比例

5.2.4非線性係數

5.2.5色散

5.3微光纖器件的功能集成化與纖上實驗室

5.3.1微光纖器件的發展途徑

5.3.2基於微光纖的典型器件

5.3.3三維立體器件以及拓展

5.3.4聚合物封裝微光纖器件的溫度特性

5.3.5二維材料集成

5.3.6光力和非線性

5.4結語

參考文獻

第6章微結構光纖內的實驗室

6.1微結構光纖的分類及其傳導機理

6.1.1導言

6.1.2微結構光纖的分類及其傳導機理

6.2微結構光纖中功能材料的集成技術

6.2.1選擇性填充技術

6.2.2微結構光纖中的功能材料集成技術

6.3微結構光纖“纖內實驗室”技術的套用

6.3.1基於空芯微結構光纖“纖內實驗室”技術的套用

6.3.2基於固芯微結構光纖“纖內實驗室”技術的套用

6.4結語

參考文獻

第7章光纖集成式微流雷射實驗室

7.1引言

7.2基本理論

7.2.1光學微諧振腔及其感測原理

7.2.2微流雷射及其感測機理

7.3光纖微腔

7.3.1光纖法布里珀羅腔

7.3.2微環諧振腔

7.3.3光子帶隙微腔

7.3.4隨機散射

7.4增益材料

7.4.1有機染料

7.4.2納米晶體

7.4.3生物增益材料

7.5泵浦和探測

7.6光纖微流雷射生化感測器

7.6.1高靈敏生化感測器

7.6.2快速、高通量生化感測器

7.6.3一次性生化感測器

7.7結語

參考文獻

第8章光纖表面等離激元共振感測實驗室

8.1光纖表面等離激元共振感測技術

8.1.1表面等離激元感測技術

8.1.2SPR基本原理

8.1.3光纖SPR基本原理

8.2表面等離激元共振技術實現方法

8.2.1調製方法

8.2.2光纖SPR感測器製備方法

8.2.3光纖SPR感測表面修飾方法

8.3微結構光纖表面等離激元共振感測器設計

8.3.1光纖及毛細管SPR感測器設計

8.3.2光纖圖像SPR感測器

8.3.3多通道光纖陣列SPR感測器

8.3.4毛細管自補償SPR感測器

8.3.5智慧型手機SPR感測器

8.4微結構光纖表面等離激元共振感測器套用

8.4.1毛細管感測器的性能最佳化

8.4.2光纖圖像生物感測器

8.4.3多通道光纖陣列生物感測系統

8.4.4自補償毛細管生物圖像感測系統

8.4.5集成化智慧型手機生物感測系統

8.5結語

參考文獻

第9章傾斜光纖光柵感測實驗室

9.1傾斜光纖光柵製作

9.1.1光纖光敏預處理

9.1.2傾斜光纖光柵寫制

9.2傾斜光纖光柵的基本理論及其感測特性

9.2.1傾斜光纖光柵耦合模理論

9.2.2傾斜光纖光柵包層模的偏振特性

9.3傾斜光纖光柵感測機理

9.3.1TFBG纖芯模

9.3.2TFBG低階包層模

9.3.3TFBG高階包層模

9.3.4TFBG表面電漿共振

9.4傾斜光纖光柵物理、機械類感測器

9.4.1TFBG溫度和軸向應力回響特性

9.4.2TFBG微位移感測器

9.4.3TFBG振動、加速度感測器

9.4.4TFBG彎曲感測器

9.4.5TFBG矢量振動感測器

9.4.6TFBG矢量扭轉感測器

9.4.7TFBG電場感測器

9.4.8TFBG磁場感測器

9.5傾斜光纖光柵生物、化學、能源類感測器

9.5.1探針式TFBG折射率感測器

9.5.2TFBG細胞密度感測器

9.5.3TFBG生物蛋白感測器

9.5.4TFBG血糖感測器

9.5.5TFBG氣體感測器

9.5.6TFBG微生物燃料電池原位產電感測器

9.5.7TFBG超級電容原位電量感測器

9.6結語

參考文獻

第10章錐體光纖感測實驗室

10.1引言

10.2半錐體光纖感測技術

10.2.1基於半錐體光纖的pH感測技術

10.2.2基於半錐體光纖的微位移感測技術

10.3雙錐體光纖感測技術

10.3.1雙錐體光纖氣體感測技術

10.3.2雙錐體光纖折射率感測技術

10.4錐體光纖耦合器感測技術

10.4.1基於錐體光纖耦合器折射率感測技術

10.4.2基於錐體光纖耦合器的溫度感測技術

10.5錐體光纖諧振器感測技術

10.5.1基於錐體光纖結型諧振器的濕度感測技術

10.5.2基於錐體光纖卷型諧振器的重金屬離子感測技術

10.6基於錐體光纖的FP腔干涉儀感測技術

10.6.1基於錐體光纖耦合的FP腔干涉儀的溫度感測技術

10.6.2基於錐體光纖焊接的FP腔干涉儀的溫度感測技術

10.7基於S形錐體光纖的感測技術

10.7.1基於S形錐體光纖的應變感測技術

10.7.2基於S形錐體光纖的濕度感測技術

10.8結語

參考文獻

第11章光纖氣泡微腔感測實驗室

11.1光纖氣泡微腔製備技術

11.1.1光纖氣泡微腔類型

11.1.2圓形氣泡微腔

11.1.3橢圓形氣泡微腔

11.1.4端面氣泡微腔

11.1.5矩形氣泡微腔

11.2光纖氣泡微腔氣壓感測技術

11.2.1氣壓感測機理

11.2.2氣壓感測測試

11.2.3薄膜增敏分析

11.2.4薄膜整形及氣壓增敏測試

11.3光纖氣泡微腔應變感測技術

11.3.1應變感測機理

11.3.2應變感測測試

11.3.3氣泡整形及應變增敏測試

11.4光纖氣泡微腔回音壁模式及調控技術

11.4.1回音壁模式及調控技術

11.4.2微納光纖製備

11.4.3微腔回音壁模式

11.4.4腔模式應變調諧

11.4.5調諧機理分析

11.5結論

參考文獻

第12章微型光纖線上/線內實驗室

12.1引言

12.2光纖光柵

12.2.1基於刻蝕在無載氫和載氫的布拉格光纖光柵的退火性能

12.2.2利用通過釋放殘餘應力製備具有增強熱穩定性的光纖布拉格光柵

12.2.3具有高溫穩定性的預應力光纖布拉格光柵

12.3微孔結構及含微孔結構的長周期光柵

12.3.1基於微孔結構的長周期光纖光柵

12.3.2全固態光子帶隙光纖中的周期性結構微孔形成的長周期光纖光柵

12.4單光纖干涉儀

12.4.1基於開放型空腔的馬赫曾德爾干涉儀高溫感測器

12.4.2基於內置型空腔的馬赫曾德爾高溫感測器

12.4.3飛秒雷射器製造的單光纖邁克耳孫干涉儀感測器

12.4.4基於毗鄰纖芯內置空腔對的馬赫曾德爾干涉儀

12.4.5基於橢圓形微空腔的單光纖馬赫曾德爾干涉儀感測器

12.4.6單光纖FPI折射率感測器

12.5選擇性填充光子晶體光纖

12.5.1飛秒雷射輔助選擇性填充光子晶體光纖

12.5.2光子晶體光纖雙孔填充構成的單光纖馬赫曾德爾干涉儀

12.5.3選擇性填充光子晶體光纖耦合應力感測器

12.6微納光纖器件

12.6.1基於單個內空腔的微拉錐光纖馬赫曾德爾干涉儀

12.6.2用於應變檢測的單微納光纖馬赫曾德爾干涉儀

12.6.3飛秒雷射製備的微納光纖FBG

12.7微結構集成

12.8結語

參考文獻

索引