光子學(xué)在生態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用

目錄
前言
第1章 光電探測技術(shù)在大氣生態(tài)環(huán)境原位監(jiān)測中的應(yīng)用 1
1.1 大氣顆粒物污染物激光在線探測技術(shù) 1
1.2 大氣有害氣體光譜在線監(jiān)測技術(shù) 4
1.2.1 吸收光譜技術(shù)物質(zhì)檢測理論基礎(chǔ) 4
1.2.2 差分吸收光譜技術(shù) 6
1.2.3 可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù) 7
1.2.4 吸收光譜技術(shù)大氣污染監(jiān)測應(yīng)用 8
1.3 基于激光技術(shù)的大氣碳循環(huán)中碳同位素的在線監(jiān)測 10
參考文獻(xiàn) 12
第2章 能見度儀的測量原理、結(jié)構(gòu)及發(fā)展趨勢 15
2.1 大氣對(duì)光輻射的吸收與散射 15
2.2 能見度儀測量原理 17
2.2.1 透射式能見度儀工作原理 17
2.2.2 前向散射式能見度儀工作原理 17
2.2.3 后射式能見度儀工作原理 18
2.3 能見度測量中的光學(xué)矯正 19
2.3.1 發(fā)射器的發(fā)散角矯正 20
2.3.2 接收端視場矯正 22
2.4 能見度測量原理的擴(kuò)展應(yīng)用 25
2.5 能見度儀發(fā)展趨勢 27
參考文獻(xiàn) 28
第3章 應(yīng)用于生態(tài)信息監(jiān)測的光探測芯片與器件 30
3.1 光探測器的基本原理 30
3.2 典型半導(dǎo)體光探測器 33
3.3 可集成的光波導(dǎo)探測器 37
3.4 光電倍增管 38
3.4.1 基本結(jié)構(gòu) 39
3.4.2 光電倍增管的應(yīng)用 41
3.4.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 43
參考文獻(xiàn) 44
第4章 分子生態(tài)學(xué)表面等離子激元共振技術(shù) 46
4.1 緒論 46
4.2 表面等離子體激元基本知識(shí) 46
4.2.1 金屬德魯?shù)?Drude)模型 46
4.2.2 表面等離子體的色散關(guān)系 47
4.2.3 表面等離子波的激發(fā)方式 50
4.3 表面等離子體生物傳感器的應(yīng)用 52
4.3.1 生物傳感器性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 53
4.3.2 棱鏡耦合型生物傳感器 54
4.3.3 光柵耦合型生物傳感器 56
4.3.4 波導(dǎo)耦合型生物傳感器 58
4.4 總結(jié)與展望 59
參考文獻(xiàn) 59
第5章 光纖傳感技術(shù)在生態(tài)中的應(yīng)用 61
5.1 分布式光纖傳感技術(shù) 61
5.1.1 基于布里淵散射的分布式傳感監(jiān)測技術(shù) 63
5.1.2 基于瑞利散射的分布式傳感監(jiān)測技術(shù) 65
5.1.3 基于拉曼散射的分布式傳感監(jiān)測技術(shù) 67
5.2 基于光纖布拉格光柵傳感技術(shù) 68
5.3 基于微納光纖的傳感技術(shù) 71
5.3.1 微納光纖 71
5.3.2 基于微納光纖的海水鹽度傳感 72
參考文獻(xiàn) 78
第6章 注入鎖頻技術(shù)在大氣風(fēng)場監(jiān)測及溫室氣體檢測中的應(yīng)用 81
6.1 注入鎖頻基本理論 81
6.1.1 注入鎖頻原理 81
6.1.2 注入鎖頻的注入功率 82
6.1.3 種子注入的模式匹配 83
6.2 注入鎖頻激光器結(jié)構(gòu)組成 86
6.2.1 單頻種子激光器 86
6.2.2 脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)從激光器 87
6.2.3 注入耦合系統(tǒng) 89
6.3 注入鎖頻激光器在大氣風(fēng)場監(jiān)測中的應(yīng)用 90
6.4 注入鎖頻激光器在大氣溫室氣體檢測中的應(yīng)用 92
參考文獻(xiàn) 93
第7章 非高斯關(guān)聯(lián)部分相干光束在大氣光通信中的應(yīng)用 96
7.1 部分相干理論 96
7.1.1 互相干函數(shù) 97
7.1.2 交叉譜密度 98
7.1.3 部分相干偏振統(tǒng)一理論 99
7.2 非高斯關(guān)聯(lián)部分相干光束模型 100
7.2.1 非均勻厄米高斯相干光束模型 100
7.2.2 拉蓋爾高斯謝爾模陣列光束模型 103
7.3 多sinc謝爾模光束在大氣湍流中的傳輸特性 106
7.4 本章小結(jié) 110
參考文獻(xiàn) 111
第8章 用于光學(xué)生物傳感及探測器的導(dǎo)模共振分析 113
8.1 亞波長光柵 113
8.2 導(dǎo)模共振效應(yīng) 114
8.3 導(dǎo)模共振條件 117
8.4 共振結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)分析 119
8.5 共振波的相位分析 123
8.6 一種雙面亞波長光柵折射率傳感器 124
8.7 本章小結(jié) 134
參考文獻(xiàn) 134
第9章 差分吸收激光雷達(dá)技術(shù)在大氣溫室氣體檢測中的應(yīng)用 136
9.1 差分吸收激光雷達(dá)基本原理 136
9.2 主要溫室氣體成分及特性 141
9.2.1 大氣中主要溫室氣體及其影響 141
9.2.2 溫室氣體特征數(shù)據(jù)庫和成分識(shí)別 144
9.3 典型溫室氣體差分吸收激光雷達(dá)功能結(jié)構(gòu) 148
參考文獻(xiàn) 151
后記 154