Przedmowa od wydawcy 7
Wykaz ważniejszych oznaczeń 9

1. Wprowadzenie do czujników światłowodowych 13

1.1. Światłowodowe przetworniki i czujniki. Określenia 13
1.2. Rodzaje czujników światłowodowych 14
Literatura do rozdz. 1 22

2. Światłowody 23

2.1. Wprowadzenie 23

2.2. Prowadzenie światła, mody. Analiza geometryczna 23
2.2.1. Prowadzenie światła 23
2.2.2. Mody w światłowodzie 25

2.3. Propagacja światła w światłowodzie cylindrycznym 27
2.4. Światłowody jednomodowe 30
2.5. Dwójłomne światłowody jednomodowe 31

2.6. Właściwości transmisyjne światłowodów 36
2.6.1. Tłumienie światłowodów 36
2.6.2. Dyspersja w światłowodzie 38
2.7. Materiały na światłowody. Wytwarzanie światłowodów 43
Literatura do rozdz. 2 47

3. Źródła światła 49

3.1. Wprowadzenie 49
3.2. Absorpcja i emisja światła 49

3.3. Diody elektroluminescencyjne 51
3.3.1 Podstawy działania 51
3.3.2 Materiały półprzewodnikowe 52
3.3.3 Elektroluminescencyjne diody heterozlączowe. Rodzaje diod 53
3.3.4 Parametry diod elektroluminescencyjnych 56

3.4. Lasery 58
3.4.1 Lasery na ciele stałymi lasery gazowe 58
3.4.2 Lasery półprzewodnikowe 60
3.4.3 Wzmacniacze światłowodowe 68
3.4.4 Światłowodowe źródła wzmocnionej emisji spontanicznej ASE 74
3.4.5 Lasery światłowodowe 76
Literatura do rozdz. 3 81

4. Modulatory światła dla czujników światłowodowych 83

4.1. Wprowadzenie 83
4.2. Anizotropia. Efekty elektrooptyczne 83

4.3. Modulatory objętościowe 85
4.3.1 Elektrooptyczny modulator fazy 85
4.3.2 Elektrooptyczny modulator natężenia 87
4.3.3 Akustooptyczny modulator światła 89

4.4. Modulatory planarne 90
4.4.1. Modulator fazy 90
4.4.2. Interferometryczny modulator amplitudy 91
4.4.3. Przesuwniki częstotliwości 92

4.5. Modulatory światłowodowe 93
4.5.1. Modulatory fazy 94
4.5.2. Przesuwniki częstotliwości 97
4.5.3. Modulatory natężenia światła 101
Literatura do rozdz. 4 1°2

5. Czujniki natężeniowe I"5

5.1. Wprowadzenie 1°5
5.2. Czujniki odbiciowe I"5
5.3. Przetworniki transmisyjne Ul
5.4. Przetworniki zgięciowe H3
Literatura do rozdz. 5 U'

6. Interferometryczne czujniki światłowodowe 119

6.1. Wprowadzenie H"
6.2. Interferometr Macha - Zehndera 119
6.3. Interferometr Micheisona I23
6.4. Interferometr Sagnaca l2^
6.5. Interferometr Fabry-Perota I28
6.6. Światłowodowy rezonator pierścieniowy 131

6.7. Światłowodowy interferometr polarymetryczny 133
6.7.1. Interferometr polarymetryczny z linową dwójłomnoscią 133
6.7.2. Interferometr polarymetryczny z kołowa dwójłomnoscią 135

6.8. Metody detekcji sygnałów interferometrycznych czujników światłowodowych 137
6.8.1. Detekcja homodynowa 137
6.8.1.1. Detekcja homodynowa aktywna 137
6.8.1.2. Detekcja homodynowa pasywna 139
6.8.2. Detekcja heterodynowa 142
6.8.2.1. Syntetyczna heterodyna 143
6.8.2.2. Detekcja pseudo-heterodynowa 144

6.9. Polaryzacja w czujnikach interferometrycznych 146
6.10. Czujniki interferometryczne światła białego 148
Literatura do rozdz. 6 152

7. Czujniki ze światłowodowymi siatkami Bragga 155

7.1. Wprowadzenie 155

7.2. Rodzaje światłowodowych siatek Bragga 155
7.2.1. Równomierne siatki Bragga 155
7.2.2. Siatki Bragga o zmiennym okresie 158
7.2.3. Ukośne siatki Bragga I60

7.3. Światłowodowe siatki Braggaj ako przetworniki pomiarowe 160
7.3.1 Czułość odkształceniowa i temperaturowa siatek Bragga 160
7.3.2 Kompensacja wpływu temperatury 163

7.4. Modelowanie światłowodowych siatek Bragga 164
7.4.6 Siatki równomierne 1"4
7.4.7 Siatki nierównomierne 166

7.5. Optyczne detektory długości fali 167
7.5.1 Wprowadzenie 1"'
7.5.2 Detektory z dyskryminatorami długości fali 167
7.5.3 Detektory ze strojonymi filtrami optycznymi 173
7.5.4 Detektory z przestrajanymi źródłami światła 176

7.6. Laserowe czujniki z siatkami Bragga 179
Literatura do rozdz. 7 1°°

8. Czujniki rozłożone i wielopunktowe 183

8.1. Wprowadzenie 183
8.2. Czujniki rozłożone z wymuszonym rozpraszaniem Rayleigha 183
8.3. Czujniki rozłożone z wymuszonym rozpraszaniem Ramana 185
8.4. Czujniki rozłożone z wymuszonym rozpraszaniem Brillouina 186
8.5. Czujniki wielopunktowe 192

8.6. Układy pomiarowe czujników rozłożonych 195
8.6.1. Optyczna reflektometria w dziedzinie czasu 195
8.6.2. Optyczna koherentna reflektometria w dziedzinie czasu 197
8.6.3. Optyczna reflektometria korelacyjna 200
8.6.4. Optyczna reflektometria w dziedzinie czasu ze zliczaniem fotonów 204
8.6.5. Optyczna reflektometria w dziedzinie częstotliwości 207
8.6.6. Polaryzacyjna optyczna reflektometria w dziedzinie czasu 212
Literatura do rozdz. 8 214

9. Zwielokrotnienie kanału w układach telemetrycznych z czujnikami światłowodowymi 217

9.1. Wprowadzenie 217
9.2. Układy czasowego zwielokrotnienia 218
9.3. Układy częstotliwościowego zwielokrotnienia 222
9.4. Układy falowego zwielokrotnienia 225
9.5. Układy kodowego zwielokrotnienia 228
9.6. Układy zwielokrotnienia koherentnego 229
9.7. Układy zwielokrotnienia czasowo-falowego 231
Literatura do rozdz. 9 232

10. Fotoodbiorniki czujników światłowodowych 235

10.1. Wprowadzenie 235
10.2. Wymagania dla fotodetektorów i ich rodzaje 235
10.3. Detektory fotowoltaiczne 238
10.4. Przedwzmacniacze fotoodbiornika 246
10.5. Szumy fotoodbiomików 248
10.6. Czułość fotoodbiomików. Stosunek sygnału do szumu 250
Literatura do rozdz. 10 252

Skorowidz 253
Notka biograficzna 255
Tabele 256