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光纤传感技术
第12次开课
开课时间: 2025年02月17日 ~ 2025年06月01日
学时安排: 3-5小时每周
当前开课已结束 已有 290 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
课程详情
课程评价(66)
spContent=光纤也可以用于传感?没错!光纤不仅亿万倍地提升了现代通信速度,还可以延伸我们的感知器官,像皮肤、神经和五官一样,成为物联网最前端的传感器!
光纤也可以用于传感?没错!光纤不仅亿万倍地提升了现代通信速度,还可以延伸我们的感知器官,像皮肤、神经和五官一样,成为物联网最前端的传感器!
—— 课程团队
课程概述

 光纤传感技术和产业的高速发展使之成为21世纪物联网IoT产业中一颗耀眼的明星。

 课程以光纤中的光调制机理为主线,详细讨论了强度调制、相位调制、波长调制和偏振态调制四大类光纤传感器的传感机理、关键问题和应用范例;延伸探讨近年来已经在石化、电力、建筑等多行业规模化应用的分布式光纤传感技术的原理、方法和关键技术;选择性地将物联网技术中的重要骨架——光纤成网技术,新型光纤—聚合物光纤、光子晶体光纤和纳米光纤及其传感应用作为拓展和储备知识。丰富的配套课程实验和案例设计为掌握光纤传感技术的基本技能提供练兵场。

授课目标

本课程旨在通过传感案例、实验训练与课程设计,逐级递进地引导自主学习、调研、实践训练,直至协作完成一个完整、有明确应用场景的应力或温度传感器设计。能够基本掌握物联网前端的信息采集技术——光纤传感器的选型、设计和可行性论证;熟悉光纤技术相关工作——光纤有/无源器件选择、原材料加工和系统设计的科学规程;通过有计划的实践训练,有信心面对未来光电信息科学与工程领域工作的挑战。

课程大纲
光纤技术基础
课时目标:回顾光纤特性、理论与器件基础知识,为综合应用做准备补充光纤数值分析方法,提供光纤及传感器仿真方法介绍
1.1 光纤基本特性
1.2 常用光纤器件
1.3 光纤数值计算方法
强度调制型光纤传感器
课时目标:掌握光纤传感中的强度调制方法、理论和补偿技术
2.1 强度调制型传感原理
2.2 强度调制型补偿技术
2.3 光纤微弯传感器
2.4 光纤温度传感器
第二章 单元测试
第二章 单元作业
课程实验(一) 反射式强度调制光纤位移传感器
课时目标:掌握光纤的反射式强度调制方法与规律
实验预习测试
实验操作录像
实验数据分析
相位调制型光纤传感器
课时目标:掌握光纤相位调制的方法与相位信号解调技术;深入了解1~2个典型应用案例
3.1 相位调制型光纤传感器原理
3.2 相位调制型传感信号的解调技术
3.3 光纤陀螺
3.4 光纤电流传感器
第三章 单元测试
第三章 单元作业
课程实验(二)双光纤MZI温度传感实验
课时目标:掌握光纤Mach-Zehnder干涉仪原理、结构和测试方法;完成MZ温度传感实验
实验预习测试
实验操作录像
实验数据分析
波长调制型光纤传感器
课时目标:掌握光纤光栅原理、传感机理和应用技术;了解光纤SPR传感和荧光传感原理
4.1 波长调制光纤传感器原理
4.2 光纤Bragg光栅传感器
4.3 光纤SPR传感器
4.4 光声光谱微量气体检测
第四章 单元测试
第四章 单元作业
课程实验(三) 光纤光栅温度传感实验
课时目标:掌握光纤光栅的强度解调传感方法、系统结构,完成温度传感实验
实验预习测试
实验操作录像
实验数据分析
偏振调制型光纤传感器
课时目标:掌握偏振调制机理、方法和典型应用
5.1 偏振调制传感原理
5.2 光纤磁场传感器
第五章 单元测试
第五章 单元作业
分布式光纤传感技术
课时目标:掌握OTDR传感与定位机理、方法和应用技术;掌握Brillioun和Raman OTDR传感机理和关键技术;了解典型应用
6.1 光纤分布式传感技术概述
6.2 时域分布式传感原理与OTDR技术
6.3 拉曼光纤分布式温度传感技术DTS
6.4 布里渊光分布式传感技术BOTDR/A
第六章 单元测试
第六章 单元作业
课程实验(四) OTDR光纤损耗与故障诊断实验
课时目标:掌握OTDR技术定位与传感机理、工程应用技术
实验预习测试
实验操作录像
实验数据分析
光纤传感网络技术
课时目标:了解光纤传感网络基本构架、成网技术与典型类型
光纤网络适用的传感器
光纤传感网络类型
新型光纤及其传感技术
课时目标:三类典型的新型光纤—PCF、塑料光纤和纳米光纤的基本类型、结构和传输特性;了解新型光纤的典型传感应用
8.1 光子晶体光纤PCF传感器
8.2 聚合物光纤POF传感器
8.3 纳米光纤与传感器
第八章 单元测试
第八章 单元作业
展开全部
预备知识

电磁场与电磁波 / 电动力学 / 物理光学 / 光纤光学等

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

教材:《光纤传感器及其应用技术》黎敏,吕海飞,廖延彪,清华大学出版社,2024.6

      《光纤技术实践教程》,胡昌奎、黎敏等,清华大学出版社,2015.8

参考书:《光纤光学》第3版,廖延彪、黎敏、夏历,清华大学出版社,2021.8

常见问题

Q1:我需要什么样的基础才能选修《光纤传感技术》?

A :光纤传感技术既涵盖光纤传感的物理机理、传感模型、新材料和结构的研究成果,也包括光纤信号的调制、解调及实现、补偿和封装、成网等技术。因此,您可以根据不同的学习目标,选择不同层次的学习内容。应用学习——只需要大学物理知识作为基础;而开发新型的光纤传感器则需要光、机、电、算综合知识积累。


Q2:如果我发现课件、视频中的问题该怎么办?

A:请随时联系主讲教师,一般会在当天回复。


Q:如何能获得课程证书?

A:需要成绩的同学请实名,并取得合格成绩哦。

武汉理工大学
4 位授课老师
邓硕

邓硕

副研究员

黎敏

黎敏

教授

吕海飞

吕海飞

教授

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