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光学干涉仪传感系统设计与集成

📚 共计 30 章节
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01
干涉仪基础
光的波动性、干涉条件、光程差与相位差、干涉条纹的数学描述。
波动光学相位
02
迈克尔逊干涉仪
经典结构、动镜与定镜、干涉图样的形成、在位移传感中的应用原理。
位移传感经典结构
03
法布里-珀罗干涉仪
多光束干涉原理、F-P腔结构、精细度与自由光谱范围、在压力传感中的应用。
多光束压力传感
04
马赫-曾德尔干涉仪
双光束干涉结构、参考臂与传感臂、在温度传感中的应用。
温度传感双光束
05
萨格纳克干涉仪
环形干涉原理、旋转传感（光纤陀螺）、互易性结构。
光纤陀螺旋转传感
06
干涉仪光源
激光器（He-Ne、半导体激光器）、SLD光源、白光光源、光源相干长度对传感的影响。
光源相干长度
07
光电探测器
PIN光电二极管、雪崩光电二极管（APD）、光电倍增管（PMT）、探测器噪声与灵敏度。
探测器噪声
08
信号处理基础
干涉信号的交流与直流分量、相位解调方法（条纹计数法、零差法、外差法）。
解调信号处理
09
相位解调技术（一）
条纹计数法、硬件实现、分辨率限制、在振动传感中的应用。
条纹计数振动传感
10
相位解调技术（二）
零差解调法、3×3耦合器法、正交相位生成、在声波传感中的应用。
零差声波传感
11
相位解调技术（三）
外差解调法、声光调制器（AOM）、锁相放大器、在高精度位移传感中的应用。
外差高精度
12
光纤干涉仪基础
单模光纤、保偏光纤、光纤耦合器、光纤干涉仪的独特优势。
光纤保偏
13
光纤迈克尔逊干涉仪
结构设计、反射端面处理、在应变传感中的实战案例。
应变传感反射端面
14
光纤法布里-珀罗干涉仪
本征型与非本征型F-P腔、制作工艺、在高温压力传感中的应用。
F-P腔高温压力
15
光纤马赫-曾德尔干涉仪
双臂平衡设计、温度补偿方法、在生物化学传感中的应用。
温度补偿生物化学
16
光纤萨格纳克干涉仪
光纤陀螺原理、开环与闭环方案、在角速度传感中的实战。
光纤陀螺角速度
17
分布式传感（一）
光时域反射计（OTDR）原理、瑞利散射、在温度/应变分布式传感中的应用。
OTDR分布式
18
分布式传感（二）
布里渊光时域分析仪（BOTDA）、布里渊频移与温度/应变的关系、实战参数设置。
BOTDA布里渊
19
分布式传感（三）
相位敏感OTDR（Φ-OTDR）、相位提取算法、在入侵检测中的应用。
Φ-OTDR入侵检测
20
白光干涉传感
低相干干涉原理、扫描式白光干涉仪、在绝对距离测量中的应用。
低相干绝对距离
21
干涉仪噪声分析
热噪声、散粒噪声、1/f噪声、环境扰动噪声、信噪比优化策略。
噪声信噪比
22
温度传感实战
光纤光栅（FBG）与干涉仪的比较、基于MZI的温度传感系统搭建与标定。
温度传感MZI
23
应变/应力传感实战
基于光纤迈克尔逊干涉仪的应变传感、粘贴工艺、温度交叉敏感补偿。
应变交叉敏感
24
压力传感实战
基于F-P腔的微压力传感器设计、膜片式结构、灵敏度与量程权衡。
微压力膜片
25
振动/声波传感实战
基于Φ-OTDR的分布式振动传感、相位解调算法实现、现场测试案例。
振动Φ-OTDR
26
电流/磁场传感实战
磁致伸缩材料与干涉仪结合、基于MZI的电流传感器、灵敏度标定。
电流传感磁致伸缩
27
气体传感实战
干涉式气体传感器原理、气敏膜修饰、基于MZI的氢气传感器案例。
气体传感氢气
28
生物传感实战
干涉仪在生物分子检测中的应用、表面功能化、基于MZI的无标记免疫传感。
生物分子无标记
29
多参数传感与复用
波分复用（WDM）、时分复用（TDM）、空分复用（SDM）、多参数同时测量方案。
复用多参数
30
系统集成与工程化
光源选择、探测器匹配、光路封装、抗振设计、现场部署与维护经验。
工程化封装