本书系统地介绍结构型光纤传感器及光调制器件的设计思路、光传输原理、制备方法及传感特性研究。第1章介绍结构调制型光纤光栅的制备方法，包括光纤结构调制技术和光纤写入方法，详细讨论结构调制型长周期光纤光栅的模式耦合、设计思路及传感特性研究。第2章介绍基于组合式光纤光栅的制备方法，详细阐述光纤精密切割技术，并对组合式光纤光栅的模式耦合理论、设计思路及传感特性进行了深入剖析。第3章介绍新型微结构光纤传感器的制备与应用，讨论微纳光纤在生化传感中的应用，包括倏逝波传感技术和在线离子检测技术，随后介绍基于光流控微结构光纤的光干涉传感器件及其在气体检测中的应用，并增加了基于导电材料修饰的微光电极传感器件的内容。第4章重点介绍光纤调制器的制备方法，涵盖基于毛细管光纤、悬挂芯光纤及其他结构的光纤调制结构的基本原理、结构、制备与研究进展。
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国家自然基金面上项目，"多芯长周期光纤光栅制备及其应用研究, 2014/01-2017/12"，61377084，主持
目录
前言
第1章 结构调制型光纤光栅的制备方法 1
1.1 光纤结构调制技术 1
l.1.1 光纤写入方法 1
1.1.2 结构调制型LPFG的制备 3
1.1.3 结构调制型LPFG的机理 7
1.2 结构调制型LPFG的模式耦合 11
1.2.1 包层模式的有效折射率和传输常数 11
1.2.2 耦合系数和耦合常数 12
1.2.3 模式耦合方程 12
1.2.4 相位匹配条件 13
1.2.5 透射谱仿真 15
1.3 结构调制型LPFG的设计思路 20
1.3.1 单面调制型LPFG 20
1.3.2双面调制型LPFG 22
1.3.3 多面调制型LPFG 26
1.3.4 复合调制型LPFG 31
1.4 结构调制型LPFG的传感特性研究 37
1.4.1 应变传感特性 37
1.4.2 弯曲传感特性 43
1.4.3 扭转传感特性 46
1.4.4 温度传感特性 51
参考文献 55
第2章 基于组合式光纤光栅的制备方法 58
2.1 光纤精密切割技术 58
2.1.1 光纤精密切割系统 58
2.1.2 组合式光纤光栅的制作 64
2.1.3 组合式光纤光栅的机理 65
2.2 组合式光纤光栅的模式親合 67
2.2.1 组合式光纤光栅的理论分析 67
2.2.2 组合式光纤光栅的模式耦合分析 69
2.2.3 组合式光纤光栅的传输谱模拟计算 72
2.3 组合式光纤光栅的设计思路 74
2.3.1单模-无芯-单模型LPFG 74
2.3.2 单模-多模-单模型LPFG 82
2.3.3 复合型组合式LPFG 87
2.3.4 啁啾型组合式LPFG 90
2.3.5 基于偏振复用的LPFG 92
2.4组合式LPFG的传感特性研究 99
2.4.1 应变传感特性 99
2.4.2 弯曲传感特性 102
2.4.3 温度传感特性 106
2.4.4 多参量同时测量 107
2.5 本章小结 120
参考文献 121
第3章 新型微结构光纤传感器的制备与应用 124
3.1 微纳光纤在生化传感中的应用 124
3.1.1 倏逝波传感技术原理 124
3.1.2 基于微纳光纤的在线离子检测 129
3.1.3 基于静电纺丝纤维的集成式倏逝场传感结构 140
3.2 基于光流控微结构光纤的光干涉传感器件的应用 148
3.2.1 干涉式光纤传感的基本原理 148
3.2.2 基于微结构光纤的干涉式在线气体检测 149
3.2.3 基于微结构光纤的干涉式在线生物素检测 153
3.3 基于光流控微结构光纤的强度型传感结构 158
3.3.1 光纤强度传感的基本原理 158
3.3.2 基于微结构光纤的在线表面增强拉曼生物检测 162
3.3.3 微结构光纤微反应器及化学发光传感 164
3.3.4 基于微结构光纤的荧光淬灭在线传感结构 167
3.4 基于光纤传感结构的组分分离在线探测应用 171
3.4.1 基于SPR及光纤干涉仪的光纤折射率检测原理 171
3.4.2 基于SPR光纤探针的在线生物蛋白分离与检测 173
3.4.3 基于微纳光纤干涉仪的分子电泳分离与在线检测 177
3.4.4 基于微结构光纤的分子电泳分离与在线检测 181
3.5 基于导电材料修饰的微光电极传感 185
3.5.1 光电化学传感基本原理 185
3.5.2 基于ITO修饰的光纤光电化学传感探头 187
3.5.3 基于ITO修饰的光催化微电极生物及离子传感探头 193
参考文献 196
第4章 光纤调制器的制备方法 204
4.1 基于毛细管光纤的集成式光调制 204
4.1.1 集成式毛细管光纤调制基本原理 204
4.1.2 液晶填充的毛细管光纤调制结构 205
4.1.3 磁流体填充的毛细管光纤调制结构 209
4.2 基于悬挂芯光纤调制器的研究 213
4.2.1 悬挂芯光纤调制原理 213
4.2.2 基于双芯悬挂芯光纤的光热效应的集成式光调制结构 214
4.2.3 基于悬挂芯光纤的强度型调制结构 217
4.3 基于其他结构的光纤调制结构研究 220
4.3.1 基于ITO沉积的光纤F-P腔电光调制结构 220
4.3.2 基于微纳光纤的光热调制结构 224
4.3.3 基于ITO沉积的微纳光纤集成式电光调制结构 229
参考文献 233
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