光纖Fabry-Perot干涉儀原理及應(yīng)用

前言

光纖通信技術(shù)經(jīng)過30多年的發(fā)展，已經(jīng)成熟，并形成一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，光纖傳感器技術(shù)也開始成熟，國(guó)內(nèi)外正處于產(chǎn)業(yè)形成和技術(shù)普及階段。光通信技術(shù)朝著速度更快、容量更大，乃至全透明光通信方向發(fā)展，其中的核心器件——光交換機(jī)、分捕復(fù)用器件都涉及光纖F-P（Fabry-Perot，法布里一珀羅）濾波器。而光纖F-P濾波器在光纖傳感器領(lǐng)域同樣具有至關(guān)重要的作用。光纖光柵傳感器是目前最重要的一類光纖傳感器，其信號(hào)解調(diào)的關(guān)鍵器件就是光纖F-P濾波器。同時(shí)，光纖F-P濾波器還是光纖白光干涉型傳感器、氣體傳感器中信號(hào)解調(diào)的關(guān)鍵器件。在光纖可調(diào)諧激光器中，光纖F-P濾波器同樣也是一個(gè)關(guān)鍵器件，具有無可替代的地位。光纖F-P干涉儀也可以直接形成傳感器，這種傳感器可以是多光束干涉，也可以是雙光束干涉；可以是白光干涉，也可以是單色干涉。它也是一類重要的光纖傳感器，特別是在微弱應(yīng)變、壓力、位移的測(cè)量等方面，具有不町替代的位置，并已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)。同樣，在軍用光通信領(lǐng)域、軍用光纖傳感器技術(shù)領(lǐng)域，光纖F-P干涉儀也具有重要的應(yīng)用價(jià)值，例如，光纖F-P干涉型水聽器，水聽器的復(fù)片j，艦船的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，飛行器的健康監(jiān)測(cè)，大型建筑物的結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)，儲(chǔ)油罐的溫度、壓力監(jiān)測(cè)，生化傳感器等都要用到光纖F-P干涉技術(shù)。

內(nèi)容概要

　　第1章介紹了F-P干涉儀的基本原理；第2章介紹了本征型光纖F-P干涉儀；第3章介紹了非本征型光纖F-P諧振腔；第4章介紹了非本征型光纖F-P諧振腔的應(yīng)用；第5章介紹了外腔式光纖F-P干涉型傳感器?！豆饫wFabry-Perot干涉儀原理及應(yīng)用》還對(duì)近年來迅猛發(fā)展的光纖F-P干涉儀做了系統(tǒng)全面的總結(jié)?！豆饫wFabry-Perot干涉儀原理及應(yīng)用》可以作為大學(xué)高年級(jí)學(xué)生和研究生教材，也可以供從事傳感器、儀器儀表、測(cè)試與計(jì)量、光學(xué)工程工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 多光束干涉與F-P干涉儀1.1 多光束干涉的原理1.2 多光束干涉的特性1.2.1 干涉條紋的極大值與極小值及其互補(bǔ)性1.2.2 光強(qiáng)分布1.2.3 干涉條紋的精細(xì)度1.3 F-P干涉儀1.3.1 F-P干涉儀的裝置1.3.2 F-P干涉儀在光譜學(xué)中的應(yīng)用及其色分辨本領(lǐng)1.3.3 自由光譜范圍1.4 掃描F-P干涉儀第2章 本征型光纖F-P干涉儀（IFPI）2.1 IFPI的基本性能2.2 靈敏度分析2.3 性能分析2.3.1 多層介質(zhì)膜的反射2.3.2 光纖端面彎曲造成的耦合損耗2.3.3 鏡面傾斜和端面間隔造成的耦合損耗2.3.4 IFPI的性能分析2.4 高精細(xì)度IFPI2.4.1 F=300的IFPI2.4.2 F=500的IFPI2.5 IFPI的傳感特性2.6 低精細(xì)度IFPI2.6.1 低精細(xì)度IFPI原理2.5.2 信號(hào)解調(diào)技術(shù)2.7 光纖IFPI傳感器應(yīng)用2.7.1 光纖IFPI溫度傳感器2.7.2 光纖IFPI壓力傳感器2.8 光纖光柵IFPI2.8.1 光纖光柵IFPI的單縱模運(yùn)行2.8.2 譜線的數(shù)目與譜線寬度2.8.3 單模輸出條件2.8.4 調(diào)諧特性2.8.5 光纖光柵IFPI標(biāo)準(zhǔn)具2.8.6 光纖光柵激光器第3章 非本征型光纖F-P諧振腔（FFPR）3.1 空氣隙FFPR3.1.1 結(jié)構(gòu)和制作3.1.2 FFPR的性能分析3.2 空芯FFPR3.2.1 空芯光纖的泄漏損耗3.2.2 模式匹配3.2.3 諧振腔內(nèi)有無空芯光纖的比較3.3 內(nèi)插光纖F-P諧振腔3.4 光纖F-P標(biāo)準(zhǔn)具3.4.1 光纖F-P標(biāo)準(zhǔn)具的原理3.4.2 光纖F-P標(biāo)準(zhǔn)具的性能3.5 微透鏡光纖F-P干涉儀3.5.1 微透鏡EFPl的制作3.5.2 高靈敏度微透鏡EFPI傳感器第4章 非本征型光纖F-P諧振腔的應(yīng)用4.1 光纖F-P諧振腔絕對(duì)測(cè)量法4.1.1 高反射率EFPl傳感器性能4.1.2 白光干涉儀相關(guān)檢測(cè)4.2 光纖F-P腔動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)4.3 基于光纖F-P諧振腔的光纖激光器4.4 基于可調(diào)諧F-P濾波器的光纖光柵傳感器4.4.1 信號(hào)解調(diào)技術(shù)4.4.2 可調(diào)諧濾波檢測(cè)法4.5 基于可調(diào)諧濾波器的光纖甲烷傳感技術(shù)第5章 低反射率外腔光纖F-P干涉型傳感器5.1 EFPI傳感器的工作原理5.2 白光干涉絕對(duì)測(cè)量法5.2.1 基于光譜儀的EFPI信號(hào)解調(diào)技術(shù)5.2.2 基于CCD成像的EFPI信號(hào)解調(diào)技術(shù)5.2.3 基于斐索干涉儀的EFPI信號(hào)解調(diào)技術(shù)5.2.4 匹配雙EFPI測(cè)量技術(shù)5.2.5 基于可調(diào)諧F-P濾波器(FFP-TF)的傅里葉譜頻率測(cè)量法5.2.6 基于可調(diào)諧F-P濾波器的波長(zhǎng)校準(zhǔn)技術(shù)5.2.7 基于峰一峰值探測(cè)的高分辨率絕對(duì)腔長(zhǎng)測(cè)量技術(shù)5.2.8 傅里葉變換白光干涉絕對(duì)測(cè)量技術(shù)5.2.9 傅里葉變換白光干涉相對(duì)測(cè)置技術(shù)5.2.1 0帶有補(bǔ)償EFPI的傅里葉變換白光干涉相對(duì)測(cè)量技術(shù)5.2.1 1傅里葉變換白光干涉測(cè)量復(fù)用技術(shù)5.2.1 2基于3×3耦合器的相位調(diào)制白光干涉測(cè)量術(shù)5.3 相對(duì)測(cè)量方法5.3.1 正交工作點(diǎn)直接測(cè)量法5.3.2 雙F-P腔正交測(cè)量法5.3.3 雙波長(zhǎng)正交測(cè)量法5.3.4 雙光纖光柵信號(hào)解調(diào)法5.3.5 自校正光纖F-P測(cè)量技術(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：2.3 性能分析在IFPI中，都需要光被緊貼光纖端面的反射鏡反射回光纖，并且反射光耦合回光纖的損耗應(yīng)盡可能小，以獲得高精細(xì)度和高透射率。下面討論由于各種缺陷引起光反射回單模光纖時(shí)的耦合效率，這樣可以分辨實(shí)際耦合中出現(xiàn)的損耗，并給出它們數(shù)量級(jí)上的影響。為了簡(jiǎn)化分析，可以近似認(rèn)為單模光纖中的導(dǎo)模是高斯函數(shù)。由于反射鏡一般都具有高反射率，設(shè)計(jì)由多層介質(zhì)膜構(gòu)成，因此，它有一個(gè)有限的光穿透深度，不能把介質(zhì)膜反射鏡的等效面到光纖端面的距離看成零。然而，如果用大的折射率對(duì)比來做介質(zhì)層，介質(zhì)膜反射鏡的有效穿透深度僅在不到1μm的數(shù)量級(jí)，但隨著介質(zhì)層折射率對(duì)比度的降低，有效深度也迅速增加。

編輯推薦

《光纖Fabry-Perot干涉儀原理及應(yīng)用》是由國(guó)防工業(yè)出版社出版的。

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