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石墨烯光纖干涉型感測技術(精)

  • 作者：李成|責編:林舒媛
  • 出版社：人民郵電
  • ISBN：9787115619884
  • 出版日期：2024/04/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：258
人民幣：RMB 169 元      售價：元
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內容大鋼
    本書總結了作者多年來在石墨烯光纖感測器領域形成的基礎性、前沿性和創新性的研究成果。介紹了石墨烯的基本特性（力學、熱學、光學和電學性能）及石墨烯膜與基底間界面吸附力學行為；其次，結合光纖干涉型感測技術優勢，闡述了新型石墨烯膜光纖Fabry-Perot（F-P）干涉型聲壓、溫度、濕度感測器以及諧振式壓力感測器的工作原理、敏感特性、製備工藝和性能測試，以及諧振式加速度感測器的結構和測試等內容；分析了現階段該技術存在的問題，總結了未來發展趨勢。
    本書可供從事石墨烯感測器研究的科技工作者閱讀，也可作為高等院校相關專業高年級本科生和研究生的參考書。
作者介紹
李成|責編:林舒媛
目錄
第1章  石墨烯膜光纖F-P感測器概述
  1.1  石墨烯的基本性質
    1.1.1  力學性質
    1.1.2  光學性質
    1.1.3  熱學性質
    1.1.4  電學性質
  1.2  石墨烯用於感測器的優勢
  1.3  石墨烯與基底間的界面吸附性質
  1.4  石墨烯膜光纖F-P感測器研究進展
  1.5  本章小結
  參考文獻
第2章  懸浮石墨烯膜大撓度力學特性
  2.1  薄膜大撓度非線性理論模型
    2.1.1  馮·卡門圓薄板大撓度模型
    2.1.2  Beams鼓泡法球殼模型
    2.1.3  Wei J.分析模型
  2.2  石墨烯膜大撓度有限元模擬
    2.2.1  石墨烯圓膜有限元建模
    2.2.2  非線性收斂準則分析
    2.2.3  石墨烯膜大撓度特性模擬
  2.3  石墨烯膜大撓度特性的影響分析
    2.3.1  薄膜預應力
    2.3.2  薄膜層數
    2.3.3  薄膜半徑
    2.3.4  彈性模量
  2.4  本章小結
  參考文獻
第3章  石墨烯膜與基底間界面吸附力學行為
  3.1  膜與基底間界面吸附力學特性模型
    3.1.1  基於Blister膜泡的石墨烯膜與基底間界面吸附力學模型
    3.1.2  基於自由能的石墨烯膜與基底間界面吸附力學模型
  3.2  影響膜與基底間界面吸附能的主要因素
    3.2.1  薄膜厚度
    3.2.2  基底表面粗糙度
  3.3  膜與基底間界面吸附對薄膜壓力-撓度特性的影響分析
    3.3.1  薄膜預應力
    3.3.2  膜與基底間界面吸附能
  3.4  石墨烯膜與基底間界面吸附能的測量
    3.4.1  基於納米金顆粒的石墨烯膜吸附能直接測量
    3.4.2  基於聲壓測試的石墨烯膜吸附能間接測量
  3.5  本章小結
  參考文獻
第4章  石墨烯膜光纖F-P干涉感測特性
  4.1  EFPI光纖感測器基本概述
    4.1.1  特點與優勢
    4.1.2  工作原理
    4.1.3  解調方法
  4.2  石墨烯膜光纖F-P干涉特性的建模分析
    4.2.1  F-P微腔的腔長損耗模型
    4.2.2  石墨烯膜的光學反射率模型

    4.2.3  石墨烯膜光纖F-P干涉特性的理論模擬
  4.3  石墨烯膜光纖F-P干涉特性實驗
    4.3.1  石墨烯膜反射率的F-P干涉測量
    4.3.2  石墨烯膜光纖F-P干涉條紋對比度求解
  4.4  本章小結
  參考文獻
第5章  石墨烯膜光纖F-P聲壓感測器
  5.1  石墨烯膜光纖F-P聲壓感測器原理分析
    5.1.1  聲壓敏感模型
    5.1.2  機械靈敏度
    5.1.3  電壓靈敏度
  5.2  石墨烯膜光纖F-P聲壓感測器探頭的製作
    5.2.1  石墨烯膜的懸浮轉移
    5.2.2  F-P聲壓感測器探頭的製備
  5.3  石墨烯膜光纖F-P聲壓感測器性能的影響實驗
    5.3.1  聲壓實驗平台的搭建
    5.3.2  基底材料對聲壓響應的影響
    5.3.3  石墨烯複合膜對聲壓響應的影響
    5.3.4  大腔體結構對聲壓響應的影響
  5.4  氧化石墨烯波紋膜光纖F-P聲壓感測實驗
    5.4.1  周邊固支圓波紋膜機械靈敏度分析
    5.4.2  氧化石墨烯波紋膜光纖F-P聲壓感測器製作
    5.4.3  聲壓測試與分析
  5.5  本章小結
  參考文獻
第6章  石墨烯膜光纖F-P聲壓放大結構
  6.1  聲壓放大結構的設計
    6.1.1  人耳結構及其聲場增強機理
    6.1.2  放大結構的力學建模
    6.1.3  放大倍數的影響分析
  6.2  聲壓放大結構的有限元模擬
    6.2.1  放大結構的有限元建模
    6.2.2  低頻聲壓響應模擬
    6.2.3  動態聲場模擬
  6.3  聲壓放大結構的小型化製作
    6.3.1  聲壓放大結構的製作
    6.3.2  F-P複合腔干涉抑制
    6.3.3  聲壓放大結構的小型化
  6.4  聲壓放大結構的性能評測與設計模擬
    6.4.1  實驗平台的搭建
    6.4.2  聲壓放大性能實驗
    6.4.3  聲壓放大組合結構的設計模擬
  6.5  本章小結
  參考文獻
第7章  石墨烯膜光纖F-P探頭溫度敏感特性
  7.1  石墨烯膜光纖F-P探頭的溫度模型
    7.1.1  石墨烯膜光學反射率的熱敏感性
    7.1.2  懸浮石墨烯膜的熱變形
    7.1.3  F-P腔的腔長熱變形
  7.2  石墨烯膜光纖F-P探頭的溫度誤差補償

    7.2.1  全光纖F-P探頭製作
    7.2.2  基於玻璃焊料熔接的F-P探頭製作
    7.2.3  FBG-EFPI複合的感測器探頭製作
  7.3  石墨烯膜光纖F-P探頭的溫度實驗
    7.3.1  溫度測量實驗平台的搭建
    7.3.2  溫度對石墨烯膜光學反射率的影響
    7.3.3  石墨烯膜光纖F-P探頭的溫度響應
  7.4  本章小結
  參考文獻
第8章  石墨烯膜光纖F-P濕度感測器
  8.1  石墨烯及氧化石墨烯的濕度敏感性質
    8.1.1  石墨烯的濕度敏感性質
    8.1.2  氧化石墨烯的濕度敏感性質
  8.2  石墨烯膜光纖F-P探頭的濕度敏感響應
    8.2.1  石墨烯膜F-P探頭的製備
    8.2.2  濕度敏感特性實驗與分析
  8.3  氧化石墨烯膜光纖F-P探頭的濕度敏感響應
    8.3.1  氧化石墨烯膜F-P探頭的製備
    8.3.2  濕度敏感實驗與分析
  8.4  氧化石墨烯膜光纖F-P探頭的改進與濕度敏感響應
    8.4.1  基於光子晶體光纖的F-P探頭
    8.4.2  基於PVAGO複合膜的F-P探頭
  8.5  本章小結
  參考文獻
第9章  石墨烯膜光纖F-P諧振式壓力感測器
  9.1  石墨烯諧振式感測器的研究進展
    9.1.1  石墨烯諧振器的研究進展
    9.1.2  石墨烯諧振式壓力感測器的研究進展
  9.2  石墨烯膜光纖F-P諧振器的建模模擬
    9.2.1  石墨烯膜壓力諧振敏感模型
    9.2.2  光學激勵下石墨烯諧振特性研究
  9.3  石墨烯膜光纖F-P諧振壓力實驗
    9.3.1  諧振壓力實驗平台的搭建
    9.3.2  F-P諧振探頭的製備
    9.3.3  諧振壓力感測實驗
  9.4  石墨烯膜光纖F-P諧振探頭的光熱響應實驗
    9.4.1  F-P光熱激勵調諧實驗
    9.4.2  熱應力對諧振壓力響應的影響實驗
    9.4.3  石墨烯膜熱時間常數的光纖F-P諧振測量
  9.5  本章小結
  參考文獻
第10章  石墨烯膜光纖F-P諧振式加速度感測器
  10.1  石墨烯諧振式加速度感測器結構設計
    10.1.1  石墨烯諧振式加速度計研究現狀
    10.1.2  單軸石墨烯諧振式加速度計結構
    10.1.3  單軸石墨烯加速度計特性模擬
  10.2  壓力敏感的加速度感測器探頭設計與製作
    10.2.1  加速度感測器的敏感結構設計
    10.2.2  壓力敏感的加速度感測器工作原理
    10.2.3  壓力敏感的加速度感測器探頭製作

  10.3  加速度測量實驗與分析
    10.3.1  加速度實驗平台的搭建
    10.3.2  石墨烯F-P諧振探頭的諧振響應測試
    10.3.3  石墨烯F-P諧振探頭的靜壓敏感實驗
    10.3.4  石墨烯諧振式光纖加速度計性能實驗
  10.4  本章小結
  參考文獻

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