作為現(xiàn)代傳感技術的重要分支，光纖傳感技術在許多領域具有替代傳統(tǒng)傳感器、彌補傳感領域空白的先天優(yōu)勢。本教材以光纖傳感器為核心，著重詳細討論了強度調制型、相位調制型、波長調制型和偏振態(tài)調制型四大類型傳感器以及分布式光纖傳感器的原理、技術和設計方法；有選擇地介紹了光纖傳感的兩項核心技術——網絡技術和封裝技術；首次將光纖傳感最新研究方向新材料光纖傳感器——聚合物光纖傳感器、光子晶體光纖傳感器以及微米和納米光電傳感器納入教材。
教材內容覆蓋了光纖傳感領域的方方面面，特別是對傳感器的討論細致、深入，并列舉了大量的應用設計實例。由于有教學科研的相輔相長，對學科最新技術和進展的介紹全面、貼近工程應用實際�？勺鳛殡娮有畔㈩愊嚓P專業(yè)的教材，同時對相關領域的科研及實際工作者了解學科的前沿動態(tài)、啟發(fā)創(chuàng)新思維有較高的參考價值。
自20世紀70年代美國coming公司制造出第一根低損耗光纖至今，光纖通信技術從實驗室走向產業(yè)，迅速壯大，并發(fā)展成為年產值逾千億元、當今信息時代的支柱產業(yè)之一。與之相伴生的光纖產業(yè)鏈的另一個分支--光纖傳感技術產業(yè)，在經歷了由零星研究走向集中開發(fā)、由軍用步人民用、由單點監(jiān)測走向分布式網絡監(jiān)測之后，近年來正大踏步地走向產業(yè)騰飛之路。
一般認為，傳感器的開發(fā)周期為10年，它包括基礎實驗、技術開發(fā)和工程應用三個階段。20世紀90年代，世界范圍的光纖傳感技術呈現(xiàn)出產業(yè)化發(fā)展的態(tài)勢，主要形成了軍事和民用兩大應用領域，其中包括：國土安全防衛(wèi)系統(tǒng)、大型構件的健康診斷系統(tǒng)、電力工業(yè)的安全檢測系統(tǒng)以及用于石油化工、生物醫(yī)學和環(huán)境等領域的光纖檢測系統(tǒng)。我國雖然早已于20世紀70年代末期開始了光纖傳感技術的研究工作，但是由于受到制造工藝、器件和配套電子技術的制約，一直未能進入大規(guī)模工程應用階段。直到最近10年，隨著光纖技術的發(fā)展，光纖傳感關鍵器件的生產工藝逐步成熟，相關器件和配套技術也不斷完善。更主要的是國內巨大市場對光纖傳感器需求的日益增長，催生了國內專業(yè)光纖傳感器企業(yè)的誕生，這標志著我國光纖傳感技術開始進入工程應用階段。
當前我國正處于經濟發(fā)展的高峰期。電力、石油石化、環(huán)境以及基礎建設等行業(yè)的高速增長，對安全生產的呼聲愈來愈高。此外，為適應國際形勢的變化，國防建設也日益受到重視。而作為現(xiàn)代傳感技術領域的重要分支，光纖傳感器具有其他類型傳感器無可比擬的優(yōu)勢。其中包括本征絕緣、抗電磁干擾和分布式傳感的特性，使得光纖傳感器及系統(tǒng)尤其適合于易燃易爆、高危險特種行業(yè)安全生產監(jiān)測的需要。
作為信息時代的新型技術，各個高校普遍開設有光纖光學和光纖通信技術等專業(yè)課程。然而光纖傳感技術在大多數(shù)高校相關專業(yè)中，仍然只是作為傳感器技術的一章，沒有得到應有的重視和推介。本教材基于此現(xiàn)狀，面向電子信息及其相關專業(yè)，精簡了眾多光纖通信技術書籍中共有的光纖光學部分的內容，詳細討論四大類型（振幅、相位、偏振和波長調制）以及分布式光纖傳感器的原理、設計方法和應用及設計實例；提煉并重點介紹光纖傳感的關鍵技術--網絡技術和封裝技術，并將最新研究方向--聚合物光纖傳感器、光子晶體光纖傳感器以及微米、納米光電傳感器納入課程范疇。對于豐富電子信息類及其相關專業(yè)學生學習、開拓視野、啟發(fā)創(chuàng)新思維大有裨益。
第一章： 光纖技術基礎
1.1光纖的基本特征
1.1.1均勻折射率光纖中光線的傳播與數(shù)值孔徑
1.1.2光纖的彎曲
1.1.3光線端面的傾斜效應
1.1.4圓錐光纖
1.1.5光纖的損耗
1.1.6光纖的色散
1.2光纖的耦合技術
1.2.1光纖和光源的耦合
1.2.2光纖和光纖的直接耦合
1.2.3多模光纖通過透鏡耦合
1.3常用無源有源光纖器件
1.3.1熔錐型單模光纖光分\合路連接器
1.3.2磨拋型單模關光纖定向耦合器
1.3.3光開關
1.3.4摻雜光纖激光器與放大器
1.3.5光纖放大器
1.4光纖器件的選擇
1.4.1光纖偏振器
1.4.2光纖濾波器
1.4.3光纖光柵
1.4.4光隔離器
1.4.5光調和器
1.5光纖傳感器的定義、分類及特點
1.5.1光纖傳感器的定義和分類
1.5.2光纖傳感器的特點
習題與思考
第二章：強度調制型光纖傳感器
2.1強度調制傳感原理
2.1.1反射式強度調制
2.1.2透射式強度調制
2.1.3光纖模式功率分布強度調制
2.1.4折射率強度調制
2.1.5光吸收系數(shù)調制
2.2強度調制型光纖傳感器的補償技術
2.2.1光源負反饋穩(wěn)定法
2.2.2雙波長補償法
2.2.3旁路光纖檢測法
2.2.4光橋平衡補償法
2.2.5神經網絡補償法
2.3強度調制型光纖傳感器的類型及應用實例
2.3.1光纖微彎傳感器
2.3.2光纖溫度傳感器
2.4強度調制型光纖傳感器的研究與發(fā)展方向
習題與思考
第三章：相位調制型光纖傳感器
3.1相位調制型光纖傳感器原理
3.1.1應力應變效應
3.1.2溫度應變效應
3.2光纖干涉儀的類型
3.2.1Mach-Zehnder和Michelson光纖干涉儀
3.2.2Sagnac光纖干涉儀
3.2.3光纖Fabry-Perot干涉儀
3.2.4光纖環(huán)形腔干涉儀
3.2.5相位壓縮原理與微分干涉儀
3.2.6白光干涉型光纖傳感器
3.3相位調制型光纖傳感器的信號解調技術
3.3.1干涉儀的信號解調
3.3.2光纖鎖向環(huán)方法
3.3.3相位生成載波（PCG）解調方案
3.4光纖干涉儀的傳感應用實例
3.4.1干涉式位移傳感器
3.4.2加速度傳感器
3.4.3震動傳感器
3.4.4溫度傳感器
3.4.5磁場傳感器
3.4.6電流傳感器
3.5相位調制型光纖傳感器的發(fā)展
習題與思考
第四章：波長調制型光纖傳感器
4.1波長調制型光纖傳感器原理
4.2光纖布拉格光柵應變傳感器分析
4.2.1各向性介質中胡克定理的
4.2.2均勻軸向應力作用下光纖光柵傳感模型
4.2.3均勻橫向應力作用下光纖光柵傳感模型
4.2.4任意正應力作用下光纖光柵傳感模型
4.3光纖布拉格光柵溫度傳感器分析
4.3.1光纖布拉格光柵溫度傳感器分析的前提假設
4.3.2光纖光柵溫度傳感器分析
4.4光纖光柵增敏與去敏設計
4.4.1非均勻涂敷對光纖光柵化學性能的影響
4.4.2光纖光柵的保護和封裝
4.5光纖布拉格光柵在光纖傳感領域中的典型應用
4.5.1單參量測量
4.5.2雙參量測量
4.5.3準分布式多點測量
4.6傳光型波長調制光纖傳感器
4.6.1波長調制機理
4.6.2光纖PH值傳感器
4.6.3光纖磷光傳感器
4.6.4光纖黑體溫度器
4.7光纖傳感器用于智能材料及其結構
4.7.1可用于智能結構的光纖傳感器
4.7.2光纖傳感器用于智能結構的一些問題
習題與思考
第五章：偏振態(tài)調制型光纖傳感器
5.1偏振態(tài)調制型傳感原理
5.1.1Pockel效應
5.1.2Kerr效應
5.1.3Faraday效應
5.1.4彈光效應
5.2偏振調制光纖傳感器類型及應用實例
5.2.1光纖電流傳感器
5.2.2BSO晶體光纖電場傳感器
5.2.3光纖法拉第磁強計
5.2.4壓力與水聲傳感器
5.2.5醫(yī)用體壓計
5.2.6動脈光纖血流計
5.2.7光纖偏振干涉儀
習題與思考
第六章：分布式光纖傳感器
6.1引言
6.2時域分布式光纖傳感器的工作機理
6.2.1光纖中的背向散射光分析
6.2.2OTDR技術
6.2.3瑞利散射型分布式光纖傳感技術
6.2.4基于拉曼散射的分布式光纖傳感技術
6.2.5布里淵散射型分布式光纖傳感技術
6.2.6拉曼型、布里淵型和偏振模式耦合型分布式溫度傳感方法比較
6.2.7FBG和BOTDR性能比較
6.3其他（準）分布式光纖傳感器——光纖法鉑傳感器
6.3.1光纖法鉑傳感器的分類及特點
6.3.2光纖法鉑傳感器的復用
6.4分布式光纖傳感器的應用
小結
第7章 光傳感器網絡技術
第8章 光傳感器的封裝技術
第9章 新材料光纖傳感器及應用技術
第10章 光電微型傳感器
第11章 納米傳感器
參考文獻
書單推薦
