本书系统梳理了荧光式物理量传感与检测技术的机理、实验系统、数据处理、软硬件构建及典型应用，共分6章：第1章介绍了一项高精度处理光谱数据、表征光谱特性的方法，给出了谱重心的全新定义，并证明了它的精度优越性；第2章给出了多个荧光温度传感方案；第3章给出了多个荧光应力应变传感（荧光压谱技术）方案；第4章给出了荧光位置位移传感方案；第5章介绍了荧光传感技术的应用，包括荧光式物理场成像方案、荧光温度场检测的探伤应用；第6章对荧光式物理量传感与检测技术进行了总结与展望。
本书适用于电子、光电传感与检测技术领域的工程技术人员，也可以作为相关专业的本科生、研究生及教师的参考用书。
前言
在化学及生物分析中荧光式传感检测技术的应用已经广为人知，其具有免疫电磁干扰、高灵敏、高空间分辨等独特的优点。对于物理量，虽然已知物质的荧光也受到温度、压力等参量的影响，但物理量的荧光式传感检测技术还没有形成完整的体系，包括传感机制、传感器与检测装置的结构设计、信号处理方法都还不明确，甚至对实验现象的物理原理的解释也存在争议。本书试图从固体光学理论出发澄清荧光式物理量传感的原理机制，通过若干项物理量传感的研究构建荧光式传感体系基础，以常见物理量荧光传感数据为例发展高精度信号处理方法，为各类工程应用提供荧光式物理量传感器件和实验系统的范例。
本书综合了作者十余年在荧光式物理量传感技术方面研究发表的二十余篇论文及近二十项发明专利，全面地介绍了荧光式物理量传感与检测技术的机理、实验系统、数据处理、软硬件构建以及典型应用。作者的研究工作得到了国家自然科学基金稀土荧光压谱技术的增敏及荧光信号处理方法研究（项目批准号：61167007）、温度传感的稳态荧光方法研究 （项目批准号：61665008）、光谱数据的高精度特征提取研究：以压谱分析为例（项目批准号：62265012），江西省青年科学家（井冈之星）培养对象计划（编号：20153BCB23037）、江西省主要学科学术和技术带头人培养计划-领军人才项目（编号：20204BCJL22041）、航空科学基金（编号：2012ZD56007+2016ZD56006）等资助。作者指导的历届硕士研究生为实验的执行和数据的采集整理付出了辛勤的劳动，另外许多同行、同事无私地讨论了实验的原理和应用并提供了实验条件上的帮助，难以一一尽数，在此一并致谢！
本书适合作为传感器工程技术人员订立技术方案的参考资料及从事传感器研究的科研人员的参考用书，也适合电子信息、光学工程、机械工程、土木工程等相关专业的师生使用。
最后，感谢教育部光电信息科学与工程专业教学指导委员会委员、中国光学工程学会常务理事、中国光学学会理事何兴道教授，以及先进生物光子学成像国际联合实验室（中国-西班牙）主任史久林教授提出的宝贵的审读意见！
目录
前言
第1章荧光的环境敏感性及荧光光谱的高精度表征1
1.1荧光的环境敏感性1
1.1.1荧光式传感1
1.1.2荧光材料2
1.1.3环境因素影响荧光的物理机制3
1.2荧光特性的高精度表征10
1.2.1荧光的表征10
1.2.2谱平衡中心11
1.2.3自参考强度比13
1.2.4光谱的桥式分析法14
参考文献16
第2章多参量的荧光温度传感22
2.1研究现状与发展动态22
2.2荧光温度传感新机理24
2.2.1温度敏感荧光材料24
2.2.2自参考的荧光强度比温度传感24
2.2.3外源参考的比例式荧光温度传感28
2.2.4其他荧光参量的温度传感29
2.3荧光温度传感示例31
2.3.1机制1示例：Er3+发光的温敏特性31
2.3.2机制2示例：Eu3+发光的温敏特性34
2.3.3机制3示例：Ho3+光吸收的温敏特性38
2.3.4机制4示例：宽带发光的温敏特性41
2.4多参量荧光光纤温度传感器45
2.4.1温敏光纤探头46
2.4.2传感性能47
2.4.3应用验证52
参考文献53
第3章荧光压谱技术的改进58
3.1研究现状与发展动态58
3.2荧光压谱效应的增敏方法60
3.2.1晶格软化方案61
3.2.2宽带跃迁方案63
3.3改进的荧光压谱技术案例64
3.3.1YAG∶Ce荧光压谱64
3.3.2SrAlSiN3∶Eu荧光压谱72
3.3.3染料荧光压谱81
3.4荧光式可穿戴拉力传感器83
3.4.1器件设计制作与表征83
3.4.2器件性能85
3.4.3手指弯曲检测应用88
参考文献90
Ⅴ
Ⅵ
第4章荧光式位置敏感探测器99
4.1荧光位置编码方案100
4.2敏感元件的制作：拉面法102
4.3基于光谱仪的位移标定104
4.4结果与讨论105
4.4.1位置的荧光色敏感性105
4.4.2位置敏感的谱移动107
4.4.3位置敏感的荧光强度比108
4.5动态位置监测案例109
4.6同轴位移的荧光式传感111
4.7角位移及转动状态的荧光式传感114
参考文献115
第5章荧光式物理场探测技术118
5.1荧光式温度场成像的新机制118
5.1.1真彩荧光像的温度传感原理119
5.1.2荧光热像的获取119
5.2荧光热像技术及其探伤应用121
5.2.1缺陷的无损检测121
5.2.2测量原理122
5.2.3实验条件123
5.2.4结果与分析125
5.3其他荧光场探测的应用135
5.3.1实验原理135
5.3.2结果与讨论135
参考文献137
第6章总结与展望140
6.1研究总结140
6.1.1主要创新点140
6.1.2荧光式物理量传感检测体系140
6.2现存挑战及未来发展方向141
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