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184千字 字数
2024-04-01 发行日期
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主编推荐语

总结了作者在石墨烯光纤传感器领域的创新性研究成果。

内容简介

本书首先介绍了石墨烯的基本特性（力学、热学、光学和电学性能）及石墨烯膜与基底间界面吸附力学行为；其次，结合光纤干涉型传感技术优势，阐述了新型石墨烯膜光纤Fabry-Perot（F-P）干涉型声压、温度、湿度传感器以及谐振式压力传感器的工作原理、敏感特性、制备工艺和性能测试，以及谐振式加速度传感器的结构和测试等内容；分析了现阶段该技术存在的问题，总结了未来发展趋势。

本书可供从事石墨烯传感器研究的科技工作者阅读，也可作为高等院校相关专业高年级本科生和研究生的参考书。

目录

  • 版权信息
  • 内容提要
  • 序
  • 前言
  • 第1章 石墨烯膜光纤F-P传感器概述
  • 1.1 石墨烯的基本性质
  • 1.1.1 力学性质
  • 1.1.2 光学性质
  • 1.1.3 热学性质
  • 1.1.4 电学性质
  • 1.2 石墨烯用于传感器的优势
  • 1.3 石墨烯与基底间的界面吸附性质
  • 1.4 石墨烯膜光纤F-P传感器研究进展
  • 1.5 本章小结
  • 参考文献
  • 第2章 悬浮石墨烯膜大挠度力学特性
  • 2.1 薄膜大挠度非线性理论模型
  • 2.1.1 冯·卡门圆薄板大挠度模型
  • 2.1.2 Beams鼓泡法球壳模型
  • 2.1.3 Wei J.分析模型
  • 2.2 石墨烯膜大挠度有限元仿真
  • 2.2.1 石墨烯圆膜有限元建模
  • 2.2.2 非线性收敛准则分析
  • 2.2.3 石墨烯膜大挠度特性仿真
  • 2.3 石墨烯膜大挠度特性的影响分析
  • 2.3.1 薄膜预应力
  • 2.3.2 薄膜层数
  • 2.3.3 薄膜半径
  • 2.3.4 弹性模量
  • 2.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第3章 石墨烯膜与基底间界面吸附力学行为
  • 3.1 膜与基底间界面吸附力学特性模型
  • 3.1.1 基于Blister膜泡的石墨烯膜与基底间界面吸附力学模型
  • 3.1.2 基于自由能的石墨烯膜与基底间界面吸附力学模型
  • 3.2 影响膜与基底间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 膜与基底间界面吸附对薄膜压力-挠度特性的影响分析
  • 3.3.1 薄膜预应力
  • 3.3.2 膜与基底间界面吸附能
  • 3.4 石墨烯膜与基底间界面吸附能的测量
  • 3.4.1 基于纳米金颗粒的石墨烯膜吸附能直接测量
  • 3.4.2 基于声压测试的石墨烯膜吸附能间接测量
  • 3.5 本章小结
  • 参考文献
  • 第4章 石墨烯膜光纤F-P干涉传感特性
  • 4.1 EFPI光纤传感器基本概述
  • 4.1.1 特点与优势
  • 4.1.2 工作原理
  • 4.1.3 解调方法
  • 4.2 石墨烯膜光纤F-P干涉特性的建模分析
  • 4.2.1 F-P微腔的腔长损耗模型
  • 4.2.2 石墨烯膜的光学反射率模型
  • 4.2.3 石墨烯膜光纤F-P干涉特性的理论仿真
  • 4.3 石墨烯膜光纤F-P干涉特性实验
  • 4.3.1 石墨烯膜反射率的F-P干涉测量
  • 4.3.2 石墨烯膜光纤F-P干涉条纹对比度求解
  • 4.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第5章 石墨烯膜光纤F-P声压传感器
  • 5.1 石墨烯膜光纤F-P声压传感器原理分析
  • 5.1.1 声压敏感模型
  • 5.1.2 机械灵敏度
  • 5.1.3 电压灵敏度
  • 5.2 石墨烯膜光纤F-P声压传感器探头的制作
  • 5.2.1 石墨烯膜的悬浮转移
  • 5.2.2 F-P声压传感器探头的制备
  • 5.3 石墨烯膜光纤F-P声压传感器性能的影响实验
  • 5.3.1 声压实验平台的搭建
  • 5.3.2 基底材料对声压响应的影响
  • 5.3.3 石墨烯复合膜对声压响应的影响
  • 5.3.4 大腔体结构对声压响应的影响
  • 5.4 氧化石墨烯波纹膜光纤F-P声压传感实验
  • 5.4.1 周边固支圆波纹膜机械灵敏度分析
  • 5.4.2 氧化石墨烯波纹膜光纤F-P声压传感器制作
  • 5.4.3 声压测试与分析
  • 5.5 本章小结
  • 参考文献
  • 第6章 石墨烯膜光纤F-P声压放大结构
  • 6.1 声压放大结构的设计
  • 6.1.1 人耳结构及其声场增强机理
  • 6.1.2 放大结构的力学建模
  • 6.1.3 放大倍数的影响分析
  • 6.2 声压放大结构的有限元仿真
  • 6.2.1 放大结构的有限元建模
  • 6.2.2 低频声压响应仿真
  • 6.2.3 动态声场仿真
  • 6.3 声压放大结构的小型化制作
  • 6.3.1 声压放大结构的制作
  • 6.3.2 F-P复合腔干涉抑制
  • 6.3.3 声压放大结构的小型化
  • 6.4 声压放大结构的性能评测与设计仿真
  • 6.4.1 实验平台的搭建
  • 6.4.2 声压放大性能实验
  • 6.4.3 声压放大组合结构的设计仿真
  • 6.5 本章小结
  • 参考文献
  • 第7章 石墨烯膜光纤F-P探头温度敏感特性
  • 7.1 石墨烯膜光纤F-P探头的温度模型
  • 7.1.1 石墨烯膜光学反射率的热敏感性
  • 7.1.2 悬浮石墨烯膜的热变形
  • 7.1.3 F-P腔的腔长热变形
  • 7.2 石墨烯膜光纤F-P探头的温度误差补偿
  • 7.2.1 全光纤F-P探头制作
  • 7.2.2 基于玻璃焊料熔接的F-P探头制作
  • 7.2.3 FBG-EFPI复合的传感器探头制作
  • 7.3 石墨烯膜光纤F-P探头的温度实验
  • 7.3.1 温度测量实验平台的搭建
  • 7.3.2 温度对石墨烯膜光学反射率的影响
  • 7.3.3 石墨烯膜光纤F-P探头的温度响应
  • 7.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第8章 石墨烯膜光纤F-P湿度传感器
  • 8.1 石墨烯及氧化石墨烯的湿度敏感性质
  • 8.1.1 石墨烯的湿度敏感性质
  • 8.1.2 氧化石墨烯的湿度敏感性质
  • 8.2 石墨烯膜光纤F-P探头的湿度敏感响应
  • 8.2.1 石墨烯膜F-P探头的制备
  • 8.2.2 湿度敏感特性实验与分析
  • 8.3 氧化石墨烯膜光纤F-P探头的湿度敏感响应
  • 8.3.1 氧化石墨烯膜F-P探头的制备
  • 8.3.2 湿度敏感实验与分析
  • 8.4 氧化石墨烯膜光纤F-P探头的改进与湿度敏感响应
  • 8.4.1 基于光子晶体光纤的F-P探头
  • 8.4.2 基于PVA/GO复合膜的F-P探头
  • 8.5 本章小结
  • 参考文献
  • 第9章 石墨烯膜光纤F-P谐振式压力传感器
  • 9.1 石墨烯谐振式传感器的研究进展
  • 9.1.1 石墨烯谐振器的研究进展
  • 9.1.2 石墨烯谐振式压力传感器的研究进展
  • 9.2 石墨烯膜光纤F-P谐振器的建模仿真
  • 9.2.1 石墨烯膜压力谐振敏感模型
  • 9.2.2 光学激励下石墨烯谐振特性研究
  • 9.3 石墨烯膜光纤F-P谐振压力实验
  • 9.3.1 谐振压力实验平台的搭建
  • 9.3.2 F-P谐振探头的制备
  • 9.3.3 谐振压力传感实验
  • 9.4 石墨烯膜光纤F-P谐振探头的光热响应实验
  • 9.4.1 F-P光热激励调谐实验
  • 9.4.2 热应力对谐振压力响应的影响实验
  • 9.4.3 石墨烯膜热时间常数的光纤F-P谐振测量
  • 9.5 本章小结
  • 参考文献
  • 第10章 石墨烯膜光纤F-P谐振式加速度传感器
  • 10.1 石墨烯谐振式加速度传感器结构设计
  • 10.1.1 石墨烯谐振式加速度计研究现状
  • 10.1.2 单轴石墨烯谐振式加速度计结构
  • 10.1.3 单轴石墨烯加速度计特性仿真
  • 10.2 压力敏感的加速度传感器探头设计与制作
  • 10.2.1 加速度传感器的敏感结构设计
  • 10.2.2 压力敏感的加速度传感器工作原理
  • 10.2.3 压力敏感的加速度传感器探头制作
  • 10.3 加速度测量实验与分析
  • 10.3.1 加速度实验平台的搭建
  • 10.3.2 石墨烯F-P谐振探头的谐振响应测试
  • 10.3.3 石墨烯F-P谐振探头的静压敏感实验
  • 10.3.4 石墨烯谐振式光纤加速度计性能实验
  • 10.4 本章小结
  • 参考文献
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出版方

人民邮电出版社

人民邮电出版社是工业和信息化部主管的大型专业出版社，成立于1953年10月1日。人民邮电出版社坚持“立足信息产业、面向现代社会、传播科学知识、服务科教兴国”，致力于通信、计算机、电子技术、教材、少儿、经管、摄影、集邮、旅游、心理学等领域的专业图书出版。