


定价:159元
印次:1-1
ISBN:9787302712626
出版日期:2026.03.01
印刷日期:2026.04.03
图书责编:鲁永芳
图书分类:学术专著
分布式光纤传感技术以其革命性的创新优势,持续引领全球传感领域的科技前沿,近年来已成为各国重点布局的战略性技术制高点。作为构建高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的新型基础设施网络的核心支撑技术,它正深刻推动着相关行业的变革与发展。
李健,教授/博士生导师,中国科协青年人才、山西省青年拔尖人才,精密测量物理山西省重点实验室副主任,兼任《PhotoniX》、《红外与激光工程》、《中国测试》、《光电融合》青年编委,中国光学工程学会青年工作委员会委员、中国光学工程学会光电融合专业委员会委员,从事混沌拉曼分布式光纤传感研究,主持国家、省部级和企业委托项目 20 项,以第一/通讯作者在Light:Science &Applications(2篇)、Photonics Research等期刊发表学术论文 50 余篇,第一发明人授权中国发明专利 13 项、美国专利 2 项,研究成果获中国十大光学产业技术,得到《中国科学报》、《新华网》、《麻省理工科技评论》专文报道。以第一完成人获省部级技术发明奖2项、中国仪器仪表学会金国藩青年学子奖、中国光学学会郭光灿光学优博论文提名奖等奖励。
前言 分布式光纤传感技术正以深刻的变革力量,重塑着我们对物理世界的感知维度。其中,拉曼散射分布式光纤传感技术凭借其对温度场实现长距离、连续、分布式精确测量的独特能力,已成为能源电力、油气储运、重大基础设施安全监测等关键领域的核心技术支柱。从基础理论突破到工程实践深化,该技术发展历程是一场持续逼近物理极限、不断拓展性能边界的科学探索。 本书是作者团队面向国家重大战略需求,在高性能拉曼散射分布式光纤传感领域深耕十几年的系统性研究成果结晶。我们亲历了这一技术从探索、发展到迈向高性能化的完整进程,并深入参与了应对其核心挑战——如何同步提升空间分辨率、传感距离、测量精度与稳定性的科技攻关。这些挑战根植于光与物质相互作用的复杂物理图景之中,也显现于极端环境下的实际应用场景之内。为此,我们围绕传感原理、物理机制、信号处理与系统架构等层面展开了一系列原创性研究,旨在从根本原理上寻求突破,从技术路径上实现创新。 本书并非简单的内容汇编,而是试图构建一个从物理本质到技术前沿的有机知识体系。全书系统阐述了拉曼散射分布式光纤传感的基本原理与定位解调理论; 深入剖析了脉冲特性、光纤色散等关键物理因素对性能的影响机理; 重点介绍了团队在提升空间分辨率、拓展传感距离、抑制噪声、提高测量精度等方面所发展的多项特色技术与创新方案; 并探讨了混沌光源、深度学习等新兴方法在该领域的融合与应用。我们力求不仅呈现技术的结果,更揭示其背后的科学思路与解决路径。本书研究内容也先后获得山西省科学技术奖技术发明一等奖、科学技术进步奖一等奖,中国光学工程学会科学技术奖自然科学二等奖、技术发明二等奖,中国...
第1章绪论
1.1拉曼散射分布式光纤传感原理、系统架构与优势
1.1.1理论基础: 拉曼散射效应
1.1.2传感原理与系统架构
1.1.3技术优势与挑战
1.2拉曼散射分布式光纤传感技术研究历程
1.2.1理论奠基与概念验证
1.2.2技术突破与商用启航
1.2.3性能优化与应用深化
1.3拉曼散射分布式光纤传感技术的应用研究进展
1.3.1电力电缆与输电线路安全监控
1.3.2油气管道泄漏监测与周界安防
1.3.3大型土木工程结构健康监测
1.3.4新一代研究前沿与挑战
1.3.5应用总结
1.4本书结构安排
参考文献
第2章拉曼散射分布式光纤传感基本原理
2.1引言
2.2定位原理
2.2.1拉曼光时域反射定位原理
2.2.2相关法定位解调原理
2.2.3拉曼光频域反射法定位解调原理
2.3温度解调原理
2.3.1双路信号温度解调原理
2.3.2单路信号温度解调原理
2.3.3环路信号温度解调原理
2.3.4相关法峰值系数温度解调原理
2.3.5拉曼光频域反射法温度解调原理
2.4小结
参考文献
第3章系统性能提升中的关键物理问题分析
3.1引言
3.2拉曼散射分布式光纤传感技术的关键性能指标
3.2.1测量动态范围和传感距离
3.2.2空间分辨率
3.2.3温度分辨率
3.2.4测温精度
3.3脉冲宽度对性能指标的影响
3.3.1脉冲宽度对空间分辨率的影响
3.3.2脉冲宽度对测温精度的影响
3.3.3脉冲宽度对传感距离的影响
3.4脉冲波形对空间分辨率的影响
3.4.1... 查看详情
本书特色在于系统构建了从物理原理到前沿技术的完整知识体系,深度剖析了性能极限与提升路径。其核心价值是首次集中呈现了作者团队在超高空间分辨率、长距离探测、混沌激光及深度学习预警等方向的系列原创性技术成果,为研究人员和工程师攻克实际应用中的性能瓶颈提供了扎实的理论支撑与先进解决方案。





