| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 缩略词表 | 第15-18页 |
| 第一章 绪论 | 第18-42页 |
| 1.1 应力/应变型全光纤传感技术 | 第18-21页 |
| 1.1.1 应力/应变型全光纤传感机理 | 第18-19页 |
| 1.1.2 应力/应变型全光纤传感机理模型研究进展 | 第19-21页 |
| 1.2 准分布式全光纤振动传感技术 | 第21-25页 |
| 1.2.1 技术简介 | 第21-22页 |
| 1.2.2 国外研究进展 | 第22-24页 |
| 1.2.3 国内研究进展 | 第24-25页 |
| 1.3 分布式全光纤振动传感与定位技术 | 第25-33页 |
| 1.3.1 技术简介 | 第25-26页 |
| 1.3.2 基于长距离全光纤干涉仪的分布式振动传感与定位技术 | 第26-29页 |
| 1.3.3 基于φ-OTDR的分布式振动传感与定位技术 | 第29-33页 |
| 1.4 论文研究内容及意义 | 第33-34页 |
| 1.5 论文组织结构 | 第34-35页 |
| 参考文献 | 第35-42页 |
| 第二章 应力/应变型全光纤传感机理张量模型的研究 | 第42-64页 |
| 2.1 应力、应变和位移的求解表达式 | 第42-45页 |
| 2.1.1 平衡微分方程 | 第42-43页 |
| 2.1.2 几何方程 | 第43-44页 |
| 2.1.3 胡克定律 | 第44页 |
| 2.1.4 求解表达式 | 第44-45页 |
| 2.2 外力作用下光纤内部应力/应变问题 | 第45-55页 |
| 2.2.1 轴向外力 | 第45-48页 |
| 2.2.1.1 求解表达式 | 第45-46页 |
| 2.2.1.2 边界条件 | 第46页 |
| 2.2.1.3 问题求解 | 第46-48页 |
| 2.2.2 径向外力 | 第48-55页 |
| 2.2.2.1 求解表达式 | 第48-50页 |
| 2.2.2.2 边界条件 | 第50-51页 |
| 2.2.2.3 问题求解 | 第51-55页 |
| 2.3 外力作用下光纤内部相对介电常数的变化 | 第55-60页 |
| 2.3.1 弹光效应 | 第55-56页 |
| 2.3.2 轴向外力 | 第56-58页 |
| 2.3.3 径向外力 | 第58-60页 |
| 2.3.3.1 均匀径向辐射力 | 第58-59页 |
| 2.3.3.2 径向点力 | 第59-60页 |
| 2.4 外界振动对光纤的作用 | 第60-62页 |
| 2.5 本章小结 | 第62-63页 |
| 参考文献 | 第63-64页 |
| 第三章 基于全矢量磁场FEM的各向异性光波导模式分析 | 第64-124页 |
| 3.1 全矢量磁场(H Field)方程 | 第64-65页 |
| 3.2 各向异性光波导模式有限元求解模型(AOWG-FEM) | 第65-75页 |
| 3.2.1 连续求解域的离散化 | 第65页 |
| 3.2.2 形函数 | 第65-66页 |
| 3.2.3 本征值方程 | 第66-69页 |
| 3.2.4 基于相移法的矩阵变换 | 第69-70页 |
| 3.2.5 伪解的处理 | 第70-71页 |
| 3.2.6 总体矩阵的合成 | 第71-74页 |
| 3.2.7 仿真流程 | 第74-75页 |
| 3.3 全矢量磁场AOWG-FEM程序的测试 | 第75-80页 |
| 3.3.1 网格数量对计算精度的影响 | 第75-76页 |
| 3.3.2 与同类商用软件的对比 | 第76页 |
| 3.3.3 各向异性材料旋转测试 | 第76-80页 |
| 3.4 外力和外界振动对光纤中导波模的影响 | 第80-87页 |
| 3.4.1 外界无影响下单模光纤中导波模 | 第80-81页 |
| 3.4.2 轴向外力对光纤中导波模的影响 | 第81-82页 |
| 3.4.3 均匀径向辐射力对光纤中导波模的影响 | 第82-83页 |
| 3.4.4 径向点力对光纤中导波模的影响 | 第83-86页 |
| 3.4.5 外界振动对光纤中导波模的影响 | 第86-87页 |
| 3.5 SOI片上光传感信号处理模块 | 第87-119页 |
| 3.5.1 非对称定向耦合型模式复用/解复用器 | 第87-97页 |
| 3.5.2 表面金属涂覆SOI非偏振敏感1×2 MMI功分器 | 第97-109页 |
| 3.5.3 基于十字交叉SOI槽波导生物化学传感芯片 | 第109-119页 |
| 3.6 本章小结 | 第119-120页 |
| 参考文献 | 第120-124页 |
| 第四章 准分布式全光纤振动传感技术 | 第124-142页 |
| 4.1 系统方案 | 第124-125页 |
| 4.2 全光纤传感单元 | 第125-130页 |
| 4.2.1 全光纤Saganc干涉结构 | 第125-126页 |
| 4.2.2 传感单元的灵敏度与L_2-L_1的关系 | 第126-128页 |
| 4.2.3 偏振问题及其补偿方法 | 第128-130页 |
| 4.3 复用与解复用 | 第130-140页 |
| 4.3.1 复用方案设计 | 第130-132页 |
| 4.3.2 光信号接收与处理模块 | 第132-133页 |
| 4.3.3 脉冲幅值提取式解调解复用技术 | 第133-136页 |
| 4.3.4 基于PI控制的多通道增益均衡及稳定算法 | 第136-139页 |
| 4.3.5 最大传感单元数的限制因素 | 第139-140页 |
| 4.4 本章小结 | 第140页 |
| 参考文献 | 第140-142页 |
| 第五章 分布式全光纤振动传感与定位技术 | 第142-188页 |
| 5.1 传感与定位机理 | 第142-153页 |
| 5.1.1 系统结构与方案 | 第142-145页 |
| 5.1.2 单点振动传感与定位模型 | 第145-148页 |
| 5.1.3 两点振动传感与定位模型 | 第148-150页 |
| 5.1.4 N点振动传感与定位模型 | 第150-151页 |
| 5.1.5 基于时延差分的定位算法 | 第151-153页 |
| 5.2 系统性能分析及优化 | 第153-169页 |
| 5.2.1 灵敏度分析及其优化 | 第153-155页 |
| 5.2.2 定位精度及其优化 | 第155页 |
| 5.2.3 空间动态范围分析及其优化 | 第155-166页 |
| 5.2.3.1 空间动态范围分析 | 第155-159页 |
| 5.2.3.2 平衡探测法 | 第159-160页 |
| 5.2.3.3 参考迹线相消法 | 第160-161页 |
| 5.2.3.4 周期时延相消法 | 第161-163页 |
| 5.2.3.5 增益均衡技术 | 第163-166页 |
| 5.2.4 振动频率响应特性 | 第166页 |
| 5.2.5 光波偏振变化的影响和消除 | 第166-169页 |
| 5.3 传感光路机理和性能的实验探索和验证 | 第169-185页 |
| 5.3.1 实验系统的搭建 | 第169-170页 |
| 5.3.2 振动传感与定位机理的实验探索 | 第170-173页 |
| 5.3.3 灵敏度与振动频率响应特性的实验验证 | 第173-176页 |
| 5.3.4 定位精度的实验验证 | 第176页 |
| 5.3.5 空间传感范围的实验探索 | 第176-182页 |
| 5.3.5.1 传感盲区的实际测量 | 第176-178页 |
| 5.3.5.2 平衡探测法的实验验证 | 第178-179页 |
| 5.3.5.3 参考迹线相消法的实验验证 | 第179-180页 |
| 5.3.5.4 周期时延相消法的实验验证 | 第180页 |
| 5.3.5.5 三种盲区消除方法的对比 | 第180-181页 |
| 5.3.5.6 增益均衡算法的实验验证 | 第181-182页 |
| 5.3.6 偏振诱导噪声与补偿方法 | 第182-185页 |
| 5.4 本章小结 | 第185-186页 |
| 参考文献 | 第186-188页 |
| 第六章 准分布式全光纤振动传感工程应用系统研制 | 第188-208页 |
| 6.1 终端设备的研制 | 第188-197页 |
| 6.1.1 光源模块 | 第190页 |
| 6.1.2 数据采集与处理&参数控制模块 | 第190-193页 |
| 6.1.3 主控单元 | 第193-196页 |
| 6.1.4 端机的制作 | 第196-197页 |
| 6.2 终端设备的测试 | 第197-200页 |
| 6.2.1 测试系统的搭建 | 第197页 |
| 6.2.2 电路性能测试 | 第197-198页 |
| 6.2.3 系统功能测试 | 第198-199页 |
| 6.2.3.1 信号检测与采集功能 | 第198页 |
| 6.2.3.2 区域数及位置自检测功能 | 第198页 |
| 6.2.3.3 振动信号检测、定位及告警功能 | 第198-199页 |
| 6.2.3.4 断纤检测功能 | 第199页 |
| 6.2.4 终端设备参数 | 第199-200页 |
| 6.3 周界安防工程示范系统 | 第200-205页 |
| 6.3.1 用户需求 | 第200-201页 |
| 6.3.2 系统方案 | 第201-202页 |
| 6.3.3 系统实现与测试 | 第202-205页 |
| 6.3.3.1 光缆振动传感测试 | 第203页 |
| 6.3.3.2 设防区域数量和位置的自动检测 | 第203-204页 |
| 6.3.3.3 周界入侵事件的检测、定位和告警 | 第204-205页 |
| 6.3.3.4 区域链路断开的自动检测 | 第205页 |
| 6.4 本章小结 | 第205-206页 |
| 参考文献 | 第206-208页 |
| 第七章 分布式全光纤振动传感与定位工程应用系统研制 | 第208-222页 |
| 7.1 终端设备的研制 | 第208-216页 |
| 7.1.1 光源驱动模块 | 第210页 |
| 7.1.2 光源 | 第210-211页 |
| 7.1.3 干涉光路模块 | 第211-212页 |
| 7.1.4 光信号接收与处理模块 | 第212-213页 |
| 7.1.5 数据采集与处理&参数控制模块 | 第213-215页 |
| 7.1.6 端机的制作 | 第215-216页 |
| 7.2 终端设备的测试 | 第216-218页 |
| 7.2.1 测试系统的搭建 | 第216页 |
| 7.2.2 光路性能测试 | 第216-217页 |
| 7.2.3 电路性能测试 | 第217页 |
| 7.2.4 系统功能测试 | 第217-218页 |
| 7.2.5 电磁兼容测试 | 第218页 |
| 7.3 周界安防工程示范系统 | 第218-220页 |
| 7.3.1 用户需求 | 第218-219页 |
| 7.3.2 系统方案 | 第219页 |
| 7.3.3 系统的实现与测试 | 第219-220页 |
| 7.4 本章小结 | 第220-221页 |
| 参考文献 | 第221-222页 |
| 总结与展望 | 第222-226页 |
| 致谢 | 第226-228页 |
| 攻读博士学位期间完成的科研成果 | 第228-232页 |
| 已发表的期刊论文 | 第228页 |
| 已投递的期刊论文 | 第228-229页 |
| 已发表的会议论文 | 第229-230页 |
| 已授权的发明专利 | 第230页 |
| 已申请的发明专利 | 第230-231页 |
| 获得的奖项 | 第231-232页 |
| 攻读博士学位期间参加的项目 | 第232-234页 |
| 附录 | 第234-248页 |
| 附录A 各向同性/异性材料中的[A]_e和[B]_e | 第234-238页 |
| 附录B 各向同性/异性材料中的[A]'_e | 第238-242页 |
| 附录C 矩阵[P]_e | 第242-243页 |
| 附录D 矩阵[P]'_e | 第243-245页 |
| 附录E ξ_(r-rotated-z)、ξ-(r-rotated-x)和ξ_(r-rotated-y) | 第245-246页 |
| 附录F 系统空间动态范围和定位精度鉴定证书 | 第246-247页 |
| 附录G 电磁兼容试验的检验报告 | 第247-248页 |
| 表格索引 | 第248-250页 |
| 图形索引 | 第250-262页 |
