光縴摺射率與濕度傳感器 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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邵敏 著

圖書標籤:

• 光縴傳感器
• 濕度傳感器
• 摺射率
• 光縴光學
• 傳感技術
• 光學傳感器
• 環境監測
• 精密測量
• 光縴通信
• 材料科學

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118104189

版次：1

商品編碼：11827641

包裝：平裝

開本：32開

齣版時間：2015-08-01

用紙：膠版紙

頁數：144

字數：201000

正文語種：中文

內容簡介

　　《光縴摺射率與濕度傳感器》從光縴摺射率與濕度傳感器的研究和設計層麵展開討論，介紹和綜述瞭光縴摺射率與濕度傳感器的基本概念、原理、應用現狀以及光縴摺射率與濕度傳感器所涉及的光縴原理。著重闡述瞭幾種新型光縴摺射率與濕度傳感器的設計製作、原理和傳感特性，並介紹瞭新的研究成果。
　　《光縴摺射率與濕度傳感器》主要作為從事光縴傳感技術方麵的科技人員和工程技術人員的參考書，也可作為高等院校光縴傳感相關研究領域的研究生參考書。

目錄

第1章 緒論
1.1 概述
1.2 光縴傳感技術
1.3 光縴摺射率傳感器的研究現狀
1.4 光縴濕度傳感器的研究現狀
1.5 光縴摺射率傳感器與濕度傳感器的應用概況

第2章 光縴傳感的基本理論
2.1 光縴布拉格光柵傳感原理
2.1.1 光縴布拉格光柵的結構原理
2.1.2 光縴布拉格的耦閤模方程
2.1.3 光縴布拉格光柵的傳感原理
2.2 長周期光縴光柵傳感原理
2.2.縴芯基模與包層模的有效摺射率
2.2.2 長周期光縴光柵的模式耦閤方程
2.2.3 長周期光縴光柵的傳感原理
2.3 光縴乾涉儀
2.3.光縴馬赫一曾德乾涉儀
2.3.2 光縴薩格納剋乾涉儀
2.3.3 光縴邁剋爾遜乾涉儀
2.3.4 光縴法布裏一珀羅乾涉儀
2.4 本章小結

第3章 微納光縴布拉格光柵的摺射率與濕度傳感特性
3.1 微納光縴布拉格光柵摺射率傳感特性的理論模擬
3.1.1 縴芯有效摺射率與縴芯直徑和環境摺射率的關係
3.1.2 微納光縴布拉格光柵對環境摺射率的響應規律
3.2 微納光縴布拉格光柵的製作
3.3 摺射率傳感特性
3.4 濕度傳感研究
3.4.利用光縴測量濕度的工作原理
3.4.2 濕度傳感特性
3.5 本章小結

第4章 基於SMS光縴結構結閤光縴布拉格光柵的傳感器
4.1 SMS光縴結構的傳感原理
4.2 SMS光縴結構的數值模擬分析
4.2.1 SMS光縴結構內部光場分布的數值模擬
4.2.2 多模縴芯直徑對光場分布的影響
4.2.3 多模縴芯長度對光場分布的影響
4.2.4 各階模式的光場分布
4.2.5 環境摺射率對光場分布的影響
4.3 SMS光縴結構的摺射率傳感實驗研究
4.3.1 SMS光縴結構的製作
4.3.2 摺射率傳感特性
4.4 基於SMS光縴結構結閤光縴布拉格光柵傳感器的製作
4.5 傳感器的理論分析
4.6 傳感器的實驗研究
4.6.1 摺射率傳感特性
4.6.2 濕度傳感特性
4.7 本章小結

第5章 基於光縴錐型馬赫-曾德乾涉儀的濕度傳感器與摺射率傳感器
5.1 光縴錐型馬赫-曾德乾涉儀的基本原理
5.2 基於雙光縴錐型馬赫-曾德乾涉儀的濕度傳感器
5.2.1 傳感器的製作
5.2.2 理論分析
5.2.3 乾涉光譜的傅裏葉分析
5.2.4 濕度傳感特性
5.2.5 溫度傳感特性
5.3 基於多模光縴與光縴錐的馬赫一曾德乾涉儀的濕度傳感器
5.3.1 傳感器的製作
5.3.2 理論分析
5.3.3 濕度傳感特性
5.3.4 溫度傳感特性
5.4 基於多模縴芯與光縴錐的馬赫一曾德乾涉儀的摺射率傳感器
5.4.1 傳感器的製作
5.4.2 理論分析
5.4.3 摺射率傳感特性
5.4.4 溫度傳感特性
5.5 本章小結

第6章 STMS光縴結構的摺射率和濕度傳感特性
6.1 STMS光縴結構的傳感原理
6.2 STMS光縴結構的數值模擬分析
6.2.光縴長度對光場分布的影響
6.2.2 多模縴芯直徑對光場分布的影響
6.2.3 環境摺射率對光場分布的影響
6.3 STMS光縴結構的製作
6.4 STMs光縴結構的傳感特性研究
6.4.1 摺射率傳感特性
6.4.2 濕度傳感特性
6.4.3 溫度傳感特性
6.4.4 濕度傳感方案的構思
6.5 本章小結

第7章 基於長周期光縴光柵的摺射率傳感器
7.1 基於LPFG嵌入保偏Sagnac環的摺射率傳感器
7.1.1 傳感器製作
7.1.2 摺射率傳感特性
7.1.3 溫度傳感特性
7.2 基於LPFG熔接多模光縴的摺射率傳感器
7.2.1 傳感器製作與原理
7.2.2 摺射率傳感特性
7.3 本章小結

參考文獻

前言/序言

《光縴摺射率與濕度傳感器》是一部深入探討如何利用光縴技術開發高精度、高靈敏度濕度傳感器的學術專著。本書係統地介紹瞭光縴傳感的基本原理，特彆是摺射率傳感機製，並將其巧妙地應用於濕度檢測領域。全書內容涵蓋瞭從理論模型構建、材料選擇與製備，到傳感器結構設計、實驗驗證及性能評估的完整流程，力求為研究人員和工程師提供一套全麵且實用的技術指南。 第一章 光縴傳感基礎理論 本章將為讀者建立堅實的光縴傳感理論基礎。首先，詳細闡述光在光縴中的傳播機製，包括全內反射原理、模式理論以及光縴的基本結構（縴芯、包層、塗覆層）。接著，深入剖析光縴傳感器的核心工作原理，重點介紹基於摺射率變化的傳感機製。我們將討論多種摺射率敏感的物理效應，例如瑞利散射、拉曼散射、布裏淵散射等，並重點講解如何通過改變光縴周圍介質的摺射率來影響光在光縴中的傳輸特性，進而實現傳感。此外，本章還將概述不同類型光縴傳感器的分類，如乾涉型、衍射型、吸收型等，並初步介紹它們在不同應用場景下的優劣勢。 第二章 摺射率對濕度響應的機製 本章將聚焦於光縴摺射率傳感器在濕度檢測方麵的特殊應用。我們將詳細分析濕度變化如何影響材料的摺射率，並進而影響光縴的傳感信號。這包括對吸濕性材料（如聚閤物、凝膠、多孔材料等）的物理化學特性的深入研究，探討其吸濕膨脹、溶脹、分子結構變化等現象與摺射率之間的定量關係。針對不同的濕度響應機製，例如通過改變材料的密度、介電常數、化學成分等間接影響其摺射率，我們將進行詳細的理論推導和模型構建。本章還將討論環境因素（如溫度、壓力、揮發性有機物等）對濕度-摺射率響應的影響，並提齣相應的補償或抑製方法。 第三章 濕度敏感材料的設計與製備 本章是本書的核心內容之一，著重介紹用於構建高效濕度傳感器的敏感材料。我們將係統梳理當前主流的濕度敏感材料，並對其特性進行深入分析。這包括： 聚閤物基材料： 詳細介紹各類聚閤物（如聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚氨酯、矽橡膠等）在濕度變化下的溶脹行為及其對摺射率的影響。探討如何通過共聚、改性、納米化等手段調控聚閤物的親水性、膨脹係數和摺射率。 納米復閤材料： 介紹將納米粒子（如二氧化矽、氧化鋁、金屬氧化物、碳納米管、石墨烯等）摻雜到聚閤物基體中，如何構建具有更高靈敏度和響應速度的復閤材料。分析納米結構對水蒸氣吸附、擴散以及摺射率變化的影響。 多孔材料： 探討多孔矽、金屬有機框架（MOFs）、共價有機框架（COFs）等材料在濕度傳感中的應用。分析其獨特的孔隙結構如何促進水蒸氣的吸附和擴散，以及孔內介質摺射率變化對整體傳感性能的影響。 水凝膠： 介紹水凝膠在濕度傳感中的優勢，包括其高吸水性、良好的柔韌性和可設計性。探討交聯密度、官能團等對水凝膠溶脹行為和摺射率響應的影響。 在材料製備方麵，本章將詳細介紹常用的製備技術，如鏇塗、浸塗、噴塗、模闆法、自組裝等，並重點闡述如何通過精確控製製備工藝來優化材料的形貌、厚度、均勻性和光學性能。 第四章 光縴濕度傳感器結構設計與集成 本章將深入探討光縴濕度傳感器件的設計與集成技術。我們將介紹多種可行的傳感器結構，並分析它們在濕度檢測中的優劣勢： 光縴光柵類傳感器： 詳細介紹基於長周期光柵（LPG）、布拉格光柵（FBG）的濕度傳感器。分析在光柵結構上沉積濕度敏感材料後，濕度變化如何引起光柵參數（如周期、有效摺射率）的改變，從而導緻反射或透射光譜的移動。 乾涉型傳感器： 介紹馬赫-曾德爾乾涉儀、法布裏-珀羅乾涉儀等在濕度傳感中的應用。分析濕度敏感材料覆蓋在乾涉臂上，如何通過改變其長度或摺射率來引起乾涉信號的變化。 錶麵等離激元共振（SPR）傳感器： 探討如何將光縴錶麵修飾上納米金屬薄膜，利用SPR效應實現高靈敏度的摺射率檢測。分析濕度變化如何影響周圍介質的摺射率，進而導緻SPR峰位置的移動。 其他結構： 簡要介紹其他可能的光縴傳感器結構，例如利用光縴端麵、側壁等作為傳感區域的設計。 本章還將討論如何將濕度敏感材料有效地塗覆或集成到光縴傳感結構上，並探討不同集成方式（如直接塗覆、浸入、封裝等）對傳感器性能的影響。同時，還將涉及傳感器接口設計、連接與封裝技術，以確保傳感器的穩定性和長期可靠性。 第五章 傳感器性能測試與錶徵 為瞭全麵評估所開發的光縴濕度傳感器的性能，本章將詳細介紹各種測試方法和錶徵技術。這包括： 靈敏度（Sensitivity）： 如何通過實驗測量傳感信號（如光譜移動、光強變化等）隨濕度變化的斜率來定量錶徵傳感器的靈敏度。 響應時間（Response Time）： 介紹如何測量傳感器對濕度變化的快速響應能力，包括上升時間和下降時間。 遲滯性（Hysteresis）： 分析傳感器在濕度增加和降低過程中，傳感信號是否一緻，以評估其遲滯效應。 重復性（Repeatability）和穩定性（Stability）： 如何通過多次循環測試和長期監測來評估傳感器的重復測量精度和長期工作穩定性。 選擇性（Selectivity）： 討論如何評估傳感器對濕度的特異性響應，以及如何抑製對其他環境因素（如溫度、揮發性氣體）的乾擾。 工作範圍（Working Range）： 確定傳感器能夠準確測量濕度的範圍。 功耗與尺寸： 探討傳感器的功耗需求和物理尺寸，以便於實際應用。 本章還將介紹常用的實驗設備，如濕度發生器、溫濕度控製係統、光譜儀、光源、數據采集係統等，並提供詳細的實驗操作指南和數據處理方法。 第六章 溫度與濕度聯閤傳感及其補償 濕度測量往往伴隨著溫度變化，溫度是影響濕度傳感器性能的關鍵因素之一。本章將深入探討如何實現溫度和濕度的聯閤傳感，並提齣有效的補償策略。 多參數傳感原理： 介紹如何設計能夠同時響應溫度和濕度的傳感器結構，例如利用對溫度和濕度都敏感的材料，或者結閤多種傳感原理。 溫度對濕度傳感器的影響機製： 詳細分析溫度變化如何影響濕度敏感材料的吸附/解吸特性、膨脹係數、摺射率等，進而影響濕度傳感信號。 補償方法： 獨立溫度傳感： 介紹如何在同一個光縴傳感器件上集成一個獨立的溫度傳感器（如基於光縴光柵的溫度傳感器），並利用溫度信號對濕度信號進行校正。 數學模型補償： 建立濕度、溫度與傳感信號之間的耦閤數學模型，通過模型擬閤來分離溫度和濕度的影響。 材料設計補償： 探索設計對溫度不敏感或溫度影響極小的濕度敏感材料。 聯閤標定與數據處理： 介紹如何進行溫度和濕度的聯閤標定，以及如何利用多變量迴歸、機器學習等算法進行數據處理和補償。 第七章 光縴濕度傳感器的實際應用與發展前景 本章將展望光縴濕度傳感器在各個領域的廣闊應用前景，並探討其未來的發展趨勢。 典型應用領域： 環境監測： 室內空氣質量監測、大氣濕度監測、土壤濕度監測。 工業過程控製： 乾燥過程、發酵過程、倉儲環境控製。 醫療健康： 呼吸監測、體溫濕度監測、生物樣品濕度檢測。 食品安全： 食品包裝內部濕度監測、食品乾燥度評估。 航空航天與能源： 飛機內部濕度控製、燃料電池濕度監測。 與其他傳感技術的對比分析： 比較光縴濕度傳感器與傳統的電阻式、電容式、電阻率式等濕度傳感器的優劣勢，突齣光縴傳感器的獨特優勢，如抗電磁乾擾、絕緣性好、遠傳性強、體積小、響應速度快等。 未來發展趨勢： 微型化與集成化： 開發更小巧、更易於集成的光縴傳感器件。 多功能化： 集成更多傳感功能，如同時測量溫度、氣體濃度等。 智能化： 結閤微處理器和無綫通信技術，實現數據的無綫傳輸和智能化分析。 新型材料的開發： 探索具有更高靈敏度、更寬測量範圍、更長使用壽命的新型濕度敏感材料。 機器學習與人工智能的應用： 利用先進的算法提高傳感器的精度和魯棒性。 本書旨在為讀者提供一個關於光縴摺射率與濕度傳感器開發的全麵視角，從理論基礎到實際應用，幫助研究人員深入理解其工作原理，掌握設計與製備的關鍵技術，並為開發新型高性能濕度傳感器提供理論指導和工程參考。

評分☆☆☆☆☆

這本《光縴摺射率與濕度傳感器》帶給我的，是一場視覺與認知的雙重衝擊。我是一名對設計和美學有著極高追求的讀者，起初是被書中排版的精緻所吸引。每一頁的布局都恰到好處，字體的選擇和行距的設置都充滿瞭匠心。然而，更讓我驚喜的是，當深入閱讀後，我發現內容本身也如同一件精美的藝術品。作者將光縴傳感器的抽象概念，通過一係列精美的插圖和圖錶，變得具象化、可視化。我可以看到光綫如何在光縴中傳播，如何與環境中的水分發生互動，以及這些互動如何被轉化為數據。書中的配色方案也恰到好處，沒有喧賓奪主，卻能有效地突齣重點。這不僅僅是一本關於技術的書籍，更是一本關於如何將科學知識以最優雅、最直觀的方式呈現齣來的教科書。它讓我意識到，即使是枯燥的技術，也能被賦予生命和美感，從而吸引更廣泛的讀者群體。

評分☆☆☆☆☆

一本偶然在書店瞥見的書，封麵設計樸實無華，書名《光縴摺射率與濕度傳感器》並未激起我太大的興趣，畢竟我對光縴和傳感器這類專業領域涉獵不深。然而，在書架間遊走時，它卻像一塊磁石般吸引著我，或許是書名中“摺射率”這個詞，勾起瞭我對物理世界好奇的本能。我隨手翻開，便被書中流暢的文字和清晰的邏輯所摺服。盡管我不懂其中的具體原理，但作者通過生動的比喻和深入淺齣的講解，將復雜的光縴傳感技術變得觸手可及。我仿佛看到瞭細小的光縴在空氣中舞動，捕捉著濕度的微妙變化，然後將這些信息轉化為肉眼可見的信號。這本書讓我看到瞭科技的奇妙之處，也讓我對那些默默無聞但卻至關重要的技術有瞭更深的敬意。它不隻是一個技術手冊，更是一次關於探索與發現的啓程，讓我對未來的科技發展充滿瞭無限遐想。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對生活充滿好奇，喜歡追尋新事物的人，偶然間被《光縴摺射率與濕度傳感器》這本書吸引。我並不需要掌握書中的專業技術，但我喜歡通過閱讀來瞭解世界是如何運作的。這本書給我帶來的，是關於“看不見”的科學如何改變我們生活的啓示。我瞭解到，原來我們日常生活中常常感受到的濕度變化，背後竟然有如此精妙的光縴技術在支撐。書中描述的光縴傳感器，可以在工業生産、環境監測甚至醫療健康等領域發揮重要作用。我腦海中不禁浮現齣，未來智能傢居是如何通過這些傳感器感知空氣中的每一絲變化，從而為我們提供最舒適的生活環境。這本書讓我覺得，科學其實離我們並不遙遠，它就在我們身邊，默默地為我們的生活帶來便利和驚喜，這種發現過程讓我感到非常滿足。

評分☆☆☆☆☆

我嚮來對那些能夠顛覆固有思維的書籍情有獨鍾，而《光縴摺射率與濕度傳感器》恰恰滿足瞭我對“顛覆”的期待。我並非是光縴領域的專業人士，但書中關於“摺射率”概念的拓展應用，讓我眼前一亮。作者並沒有僅僅局限於教科書式的講解，而是將摺射率這一基礎物理量，與濕度傳感這樣一個看似不直接相關的應用場景巧妙地結閤起來。這種跨界思維，展現瞭作者對物理原理深刻的理解和廣闊的想象力。書中關於如何通過精確測量光縴摺射率的變化來推斷濕度的闡述，讓我對“間接測量”這一概念有瞭全新的認識。它挑戰瞭我原有的認知框架，讓我意識到，解決問題的方法往往存在於看似毫不相關的領域之中，而這種跨學科的探索精神，正是推動科技進步的根本動力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期耕耘在某個特定領域的研究者，我對《光縴摺射率與濕度傳感器》這本書的評價，更多地來自於其潛在的研究價值和前沿性。盡管書中詳述的原理我已爛熟於心，但作者在對現有理論進行梳理的同時，還巧妙地融入瞭大量最新的研究成果和實驗數據。我尤其欣賞作者在探討摺射率與濕度相互作用時的嚴謹態度，以及對不同光縴材料在濕度傳感方麵的優劣進行客觀分析。書中對於傳感器設計中的一些細節問題，如封裝、校準以及長期穩定性等，也提供瞭不少頗具參考價值的見解。這讓我看到瞭該領域未來的發展方嚮，也激發瞭我進一步深入研究的靈感。它不僅僅是對現有知識的總結，更是在為該領域的研究人員指明前進的方嚮，是一本值得反復研讀的學術著作。