新型光纖感測技術與系統

《新型光纖感測技術與系統》是2020年清華大學出版社出版的圖書，作者是張明江、張建忠、喬麗君、王濤。

基本介紹

• 書名：新型光纖感測技術與系統
• 作者：張明江、張建忠、喬麗君、王濤
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302562580 

內容簡介

本書介紹了針對現有光纖感測系統中感測距離與空間解析度相矛盾這一關鍵問題，作者在新型光纖感測技術與套用方面取得的研究成果。包括新型光纖感測技術使用到的混沌雷射的產生與控制、光子集成半導體雷射器的製作以及面向光纖感測的窄線寬光纖雷射器；介紹了採用混沌技術的布里淵分散式光纖感測系統特性，無序信號用於布里淵分散式感測時系統性能的最佳化，同時介紹了混沌微波光子感測及分散式光纖拉曼感測及相關套用。

圖書目錄

第1章混沌雷射的產生與控制

1.1混沌雷射特性

1.2混沌雷射的典型產生方式

1.2.1外腔光反饋

1.2.2外部光注入

1.2.3光電反饋

1.3寬頻混沌雷射的產生

1.3.1研究概況

1.3.2雙波長聯合光反饋法

1.3.3互注入法

1.4無時延混沌雷射的產生

1.4.1研究概況

1.4.2單光注入聯合隨機散射光反饋法

1.4.3受激布里淵散射法

參考文獻

第2章光子集成混沌半導體雷射器

2.1研究概況

2.1.1單片集成混沌半導體雷射器

2.1.2混合集成混沌半導體雷射器

2.2混合集成混沌半導體雷射器

2.2.1參數提取與系統仿真

2.2.2器件研製

2.3單片集成混沌半導體雷射器

2.3.1單片集成混沌半導體雷射器晶片結構設計

2.3.2三段式單片集成DFB雷射器的仿真研究

2.4面向集成混沌雷射器的驅動及溫控系統設計

2.4.1驅動及溫控的硬體電路設計

2.4.2系統各控制單元的軟體設計

2.4.3系統的輸出特性及分析

2.5寬頻混沌信號源

2.5.1結構及原理

2.5.2輸出特性分析

參考文獻

第3章混沌布里淵分散式光纖感測

3.1分散式光纖感測研究現狀

3.1.1光纖感測技術概述

3.1.2布里淵分散式光纖感測技術

3.2混沌雷射在光纖中的布里淵散射特性

3.2.1光纖中布里淵散射的機理

3.2.2混沌雷射在光纖中的後向布里淵散射特性

3.3混沌布里淵光相干域反射感測技術

3.3.1ChaoticBOCDR技術的感測機理

3.3.2光源特性分析

3.3.3溫度測量結果

3.4混沌布里淵光相干域分析感測技術

3.4.1ChaoticBOCDA技術的感測機理

3.4.2長距離ChaoticBOCDA系統

3.4.3毫米級空間解析度ChaoticBOCDA系統

參考文獻

第4章基於無序信號的布里淵分散式光纖感測

4.1基於噪聲調製的布里淵光相干域反射技術

4.1.1感測機理

4.1.2參數選擇及特性分析

4.1.3分散式溫度測量

4.1.4性能分析

4.2基於偽隨機序列調製的布里淵光相干域反射技術

4.2.1感測機理

4.2.2分散式溫度感測

4.2.3性能分析

4.3基於物理隨機碼調製的布里淵光相干域分析技術

4.3.1感測機理

4.3.2分散式溫度測量

4.3.3影響因素分析

參考文獻

第5章混沌微波光子感測

5.1光生混沌超寬頻微波信號

5.1.1引言

5.1.2基於光注入半導體雷射器產生UWB微波信號

5.1.3光脈衝注入半導體雷射器產生可調諧超寬頻信號

5.1.4直接調製光反饋半導體雷射器產生混沌UWB信號

5.2混沌超寬頻微波光子遠程測距技術

5.2.1引言

5.2.2實驗裝置和原理

5.2.3實驗結果與分析

5.3混沌微波光子遠程水位監測技術

5.3.1實驗裝置

5.3.2遠程水位感測器探測信號特徵與傳輸特性

參考文獻

第6章分散式光纖拉曼測溫儀及套用

6.1新型光纖拉曼解調技術

6.1.1自發拉曼散射效應

6.1.2單端結構溫度解調方法

6.1.3雙端結構溫度解調方法

6.1.4基於光纖損耗的裂縫解調方法

6.2高速實時分散式光纖拉曼測溫儀

6.2.1系統集成

6.2.2小波模極大值去噪法

6.2.3基於實時移動法的超前預警模型

6.2.4測溫儀的主要技術指標

6.3長距離高精度分散式光纖拉曼測溫儀

6.3.1系統的集成及多級恆溫控制技術

6.3.2三維溫度可視化定位技術

6.3.3測溫儀的主要技術指標

6.4重大工程套用

6.4.1在長距離天然氣輸氣管道安全監測中的套用

6.4.2電力電纜故障檢測中的套用

6.4.3煤矸石山火災監測中的套用

參考文獻

第7章面向光纖感測的窄線寬光纖雷射器

7.1光纖雷射器研究現狀

7.1.1光纖雷射器的發展背景

7.1.2光纖雷射器的分類及優勢

7.1.3光纖雷射器的主要套用領域

7.2環形腔摻鉺光纖雷射器

7.2.1摻鉺光纖雷射器基本原理

7.2.2典型的環形腔摻鉺光纖雷射器

7.2.3增益光纖最佳長度的選擇

7.3單縱模窄線寬光纖雷射器

7.3.1基於並聯雙子環MZI的窄線寬摻鉺光纖雷射器

7.3.2窄線寬摻鉺光纖雷射器輸出雷射的特性分析

7.3.3窄線寬摻鉺光纖雷射器輸出雷射的性能提升

7.4雙波長摻鉺光纖雷射器

7.4.1基於雙子環MZI的雙波長摻鉺光纖雷射器

7.4.2雙波長摻鉺光纖雷射器輸出雷射的特性分析

參考文獻

索引

作者簡介

張明江，教授，博士生導師，現任太原理工大學研究生院副院長。博士畢業於天津大學光學工程專業，獲全國優秀博士學位論文提名獎。致力於新型光子集成混沌雷射器的研製及其在分散式光纖感測領域的套用研究。主持國家重大科研儀器研製項目、國家自然科學基金面上項目等國家、省部級項目10多項。發表學術論文100多篇，其中 SCI 收錄 76篇，已授權專利56項。獲山西省技術發明一等獎1項(第一完成人)、山西省自然科學二等獎1項(第二完成人)。