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激光炮

激光武器可利用强大的定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效。其优点在于弹道速度快（光速嘛）、精度高、弹药价格低廉且易于补充等。缺点是威力会随射击距离递减，在大气内衰减现象尤其严重。

根据能量强弱，激光武器可分为强激光器和弱激光器。强激光器又称高能激光武器，可利用高亮度强激光束携带的巨大能量摧毁或杀伤敌方目标。

粒子炮

粒子光束通常与激光武器统称为光束兵器（Beam Weapon）。这是因为发射出来的粒子团可以达到亚光速或光速，而且高能粒子束会与大气分子撞击产生漂亮的光束。不过粒子炮在宇宙中并不会产生光束效果，对于动画片中那些五颜六色的BEAM……唉，大家就当是艺术加工吧。

粒子武器的基本原理是利用磁场将粒子团加速、集束后发射，利用粒子团高速撞击产生的能量以及二次磁场作用将目标瞬间蒸发。由于是分子层面上的上海，因此对于粒子武器来说，单纯的实体装甲基本上是没有意义的。比起激光武器，粒子武器的威力要大得多，而且可以随时调整质量与弹道速度。但缺点在于粒子加速器体积巨大难以携带，采用环状加速器虽然可以缩减体积，但加速轨道的切线又会产生致命的辐射……因此除了拥有无敌的米诺夫斯基物理学的GUNDAM世界外，粒子武器一般只有战舰才用得起。

粒子武器的分类十分庞杂，基本上可以分为带电的荷电粒子炮（Electron Beam）和不带电的中性粒子炮（Neutral Particle Beam）两大类：

荷电粒子炮（Charged Particle Beam）

荷电粒子炮发射的是带有电荷的粒子团，视种类的不同正电荷或是负电荷都有可能。一般使用线性铁氧体磁场感应加速器来产生高速电子束，绝对速度为每秒30万公里。俄美研制的地基粒子加速器均为质子加速器，其基本原理是：首先把电子束发生器产生的电子进行加速，然后在高频振荡装置上振动，再在离子发生装置上把进来的质子用电子包围起来，使其进入离子加速装置进行加速，质子因接收能量而加速。在接近出口时，把电子去掉，利用磁场使之变成尖锐的高能定向束流，随后把质子束向空间发射出去。

其优点是构造简单易于生产，此外粒子团携带的电荷会对目标的电路产生一定的附加伤害。但缺点是荷电粒子团本身的粒子互斥会使粒子团迅速扩散，造成射程降低和威力扩散。此外粒子团也很容易受磁场的影响而偏转，在具有高磁场的星球周围使用时会增加弹道解析的难度。有些SF作品中能用“电磁防壁”之类挡住的粒子炮应该多属此类。

比较有名的荷电粒子炮，要数《EVA》中第五使徒Ramiel的加粒子炮（Acceleration Beam）。片中可以明显看出加粒子炮与初号机的阳电子炮相互干涉后的弹道偏转现象。

中性粒子炮（Neutral Particle Beam）

与粒子团带电的荷电粒子炮相对的，是粒子团不带电的中性粒子炮。由于弹药是用中性粒子，因此没有弹道受磁场影响而偏转的问题，也没有荷电粒子炮的互斥问题，使威力随距离下降的扩散效应也几乎不会发生。

中性粒子炮的原理为利用对原子进行加速的方法制造出中性粒子（中子、光子等），然后聚集成高能定向束流，以亚光速发射出去，击毁目标或使其失效。

《智能材料与结构系统笔记》

赵忠贤

物理学家。辽宁新民人。1964年毕业于中国科学技术大学技术物理系。1987年当选为第三世界科学院院士。中国科学院物理研究所研究员，超导国家重点实验室主任。一直从事低温与超导研究。1967－1972年参加几项国防任务。1976年开始从事探索高温超导电性研究。所发表的论文包括第Ⅱ类超导体的磁通钉扎与临界电流问题；非晶态合金的超导电性。1983年开始研究氧化物超导体BPB系统及重费米子超导性，1986年底在Ba-La-Cu-O系统研究中，注意到杂质的影响，并于1987年参与发现了液氮温区超导体 。

1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。

郭光灿

光学和量子信息专家。1942年生于福建惠安。1965年毕业于中国科学技术大学无线电电子学系。现任中国科学院中国科学技术大学量子信息重点实验室主任、物理系教授。

主要从事量子光学、量子密码、量子通信和量子计算的理论和实验研究。提出概率量子克隆原理，推导出最大克隆效率，在实验上研制成功概率量子克隆机和普适量子克隆机。发现在环境作用下不会消相干的“相干保持态”，提出量子避错编码原理，被实验证实。提出一种新型可望实用的量子处理器，被实验证实。在实验上实现远距离的量子密钥传输，建立基于量子密码的保密通信系统，并提出“信道加密”的新方案，有其独特的安全保密优点。在实验上验证了K-S理论，有力地支持了量子力学理论。发现奇偶相干态的奇异特性等。

2003年当选为中国科学院院士。

侯建国

物理化学家。1959年生于福建平潭。1983年毕业于中国科学技术大学物理系，1989年获中国科学技术大学博士学位。1993年至1995年在美国Oregon州立大学化学系做助理研究员。现任中国科学技术大学教授、副校长、理化科学中心主任。

主要从事结构分析、表面物理化学和无机材料制备方法的研究。利用分子自组装技术，获得了能够分辨碳—碳单键和双键的分子图像，并从实验和理论上分别论证了扫描隧道显微术对单分子直接成像的可能性与限制因素，并进而确定了C 表面晶格的取向特征。此外，发展了确定单分子在固体表面吸附取向与局域电子态的方法，提出了制备具有特殊性能的同质分子超晶格的新途径。

2003年当选为中国科学院院士。

饶子和

分子生物物理与结构生物学家。1950年生于江苏南京。1977年毕业于中国科技大学，1982年获中国科学院研究生院硕士学位，1989年获墨尔本大学博士学位。现任清华大学教授，中国科学院生物物理研究所所长，生物大分子国家重点实验室主任。

在《Nature》上发表了SIV-MA的晶体结构，首次提出HIV及其家族分子的装配模型；在《Cell》上发表了H Factor Ⅸ EGF-like Domain与Ca++结合复合物的结构与功能研究结果，揭示了该复合物的生物学机理；在2003年SARS爆发期间，成功地解析出第一个SARS病毒的蛋白质－3CLPRO及其与抑制剂复合物的晶体结构，为抗SARS药物的发现奠定了重要的结构基础，论文在《PNAS》上发表。其研究组已经系统地表达出200余个与人类健康密切相关的重要蛋白质，解析出50多个重要蛋白质的结构。

2003年当选为中国科学院院士。 王震西

磁性及非晶态材料专家。江苏省海门市人。1942年9月3日出生。1964年毕业于中国科技大学物理系获学士学位。中国科学院北京三环新材料高技术公司总经理、研究员。长期从事磁性非晶态材料的研究及应用推广。研制成功我国第一代国防用多种微波铁氧体材料和器件。在非晶态DyCo3．4合金薄膜中，合作发现并命名了SPerimagnet（散磁性）新型磁结构。研制成功具有我国自己特色的低纯度钕稀土铁硼永磁合金，系统地解决了大规模工业生产中整套关键技术、工艺和设备，并积极推广。创建产业型三环新材料高技术公司，经济效益显著。多次获得国家及省部级奖励?quot;低纯度钕稀土铁硼永磁合金获1988年国家科技进步奖一等奖。发表学术论文数十余篇。

1995年当选为中国工程院院士。

许祖彦

1940年2月生，1963年中国科大技术物理系毕业分配到中科院物理所，从事激光物理与激光技术研究至今。主要研究方向为可调谐激光，全固态激光和超快激光的研究与应用。研究有机染料可调谐激光技术，获国家科技进步二等奖一项，中科院科技进步二等奖二项，电子部科技进步二等奖一项。研究非线性光学和光参量宽调谐激光，获国家发明二等奖一项，中科院科技进步一等奖一项。研究大功率全固态激光，取得多项国内外领先成果和发明。研究超快激光，国内首创全固态飞秒光源和国际领先宽调谐飞秒激光器等。

2001年当选为中国工程院院士。

陈立泉　

1940年生于四川南充,1964年毕业于中国科学技术大学物理系，同年到中国科学院物理研究所工作至今。其间1976～1978年赴西德马普协会固体所进修；1985年、1990年和1992年曾分别在法国科研中心波尔多固体化学研究所、荷兰代尔夫特理工大学和日本东京工业大学任客座教授。主要研究方向:纳米离子: 纳米离子材料和离子电子混合导电材料的制备和表征；纳米离子材料和离子电子混合导电材料的离子和电子的输运特性和其他物理性质。高能电池和燃料电池中的物理化学过程。发表论文下230余篇，申请发明专利13项。长期从事固态离子学的研究，是我国固态离子学的创始人之一，长期从事锂电池、锂离子电池及可持续能源领域内的研究工作，在固态离子学及可持续能源领域在国际上享有很高的声誉。现担任国际固态离子学学会的委员、“ Solid State Ionics ”国际杂志的编委，中国固态离子学会名誉理事长，曾任中国固态离子学学会理事长。发表论文230余篇，申报发明专利13项。曾是国家863计划二次锂电池专题负责人并参加了课题研究，主持了专题研究计划的制定和实施及全国11个子课题研究的协调。近年来取得纳米金属储锂合金负极材料等一批国际一流水平的研究成果，这一成果被美国能源部年度政府工作报告中引用的唯一一篇中国的文献。

2001年当选为中国工程院院士。

邢定钰的主要成就

人工智能（AI）。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的技术科学。

材料科学的发展过程：天然材料||用火制造材料||合成材料|||复合材料|||智能材料

材料科学的发展特点：超纯化、量子化、复合化、智能化、可设计化

材料科学的发展实质上就是材料的复合化和智能化过程

材料的智能化，包括材料功能的复合化和材料的仿生化

材料的智能化体现在：√生物信息化√生物材料智能化√功能材料智能化√结构材料智能化

材料的自适应性：

材料所具有适应环境变化的能力或功能，即“S特性"，包括：自诊断、自调整、自适应、自恢复、自修复.

材料的机敏度用于评价和表征材料的机敏程度, 定义RND和DNA的MSQ为1000

智能结构的智商用于评价和表征结构的动态响应能力, 定义细胞的MIQ为1000

智能材料的定义: 具有感知环境（包括内环境和外环境）刺激，并对之进行分析、处理、判断，并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料

智能材料需具备内涵：

（1）感知功能：检测并识别外部或内部刺激，如电、光（2）驱动功能：响应外界变化；（3）能按照设定的方式选择和控制响应；（4）反应灵敏、及时和恰当（5）当刺激消除后，能迅速恢复到原始状态。

嵌入式智能材料:在基体材料中，嵌入具有传感、动作和处理功能的三种原始材料。传感元件采集和检测外界环境给予的信息，控制处理器指挥和激励驱动元件，执行相应的动作

（1）基体材料：承载，宜轻质材料（2）敏感材料：感知环境变化（3）驱动材料：对环境的响应，主要产生应变或应力（4）信息处理器：信息处理与分析

按智能材料的功能来分：光导纤维、形状记忆合金、压电、电流变液和电（磁）致伸缩材料等。

按智能材料的来源来分：金属系智能材料（形状记忆合金和形状记忆复合材料）、无机非金属系智能材料（压电陶瓷）和高分子系智能材料（智能分子膜材、智能高分子融合剂）。

设计智能材料的两个思想：材料的多功能复合和材料的仿生设计；组成：智能传感元件、驱动元件和控制元件。

智能材料应具有如下生命特征（1传感功能（2反馈功能（3信息识别与积累功能

智能器件：传感器（元件）驱动器（元件）控制器（元件）

传感器（元件）：功能：“感知”外界信息

对传感器的要求：

尺寸小、薄，不影响结构外形；与原结构材料耦合性好；性能稳定可靠；传感的覆盖面广；

频响要宽；电气、电磁兼容性好；受外界干扰小；能在结构的使用温度及湿度范围内工作。

常用传感材料：压电陶瓷|压电薄膜|光纤|电阻应变|半导体元件

驱动器（元件）功能：“执行”功能，自适应地改变结构形状、刚度、位置、应力、阻尼等参数

对驱动器的要求：与结构基体材料结合性好，结合强度高； 自身静强度和疲劳强度高；

激励动作方法简单、安全；对基体材料无影响，激励所需能量小； 激励后变形量要大，能对激励力进行控制； 在反复激励作用下，能保持性能稳定；频响宽、响应快且可控。

常用驱动材料：压电陶瓷、压电薄膜、压电复合材料、形状记忆合金、电致伸缩材料、磁致伸缩材料

智能结构: 在基体材料（复合材料）中埋入传感元件和驱动元件，就构成了智能结构；智能结构具有一定的仿生命功能；可以感到外界环境的变化，并针对这种变化作出瞬时主动响应；具有自诊断、自适应、自修复和寿命预报以及靠自身驱动完成特定功能的能力

智能结构系统：外部激励→感知响应→智能结构系统（控制器、传感器、驱动器）

正压电效应：将重物放在石英上，石英表面会出现电荷，电荷大小与施加的压力成正比，即正压电效应；

压电材料广泛应用各行业：燃气灶打火装置，超声清洗机，智能手机，压电式传感器，声纳，雷达

压电材料的分类:单晶压电材料、压电陶瓷、压电高分子聚合物、压电复合材料

单晶压电材料：天然形成或人工制成的、具有各向异性的单晶铁电体材料

自然界中大多数晶体都具有压电效应，如石英，电气石，若歇尔盐等

石英（Si02）：均匀性好，居里点高；阻抗高，机械Q值大；性能极稳定，损耗小，可用于极高的频率；绝缘性能好，能在高电压下使用等；

由于石英具备了许多优越性能，被广泛应用，特别是标准换能器，如电脑设备中的时间振荡器等；缺点：机电变换效率低，系统回路的增益较低。

多晶压电陶瓷：为改善压电材料性能，人工合成压电多晶体如钛酸钡，压电系数高

压电陶瓷：与其它压电材料比的优势：√原料价格低廉；√机械强度好，易加工；√不同极化方式及形状，可得到多种振动模式；√作为驱动器：重复性好、高频稳定可靠、静态耗能低、产生位移大

压电陶瓷应用最为广泛，在超声应用领域处于绝对地位。

压电高分子聚合物：具有压电效应的新型人工合成的半结晶性聚合物；其压电效应是基于有极分子的转动，目前以聚偏氟乙烯（PVDF）性能最好；

PVDF（压电薄膜）：最有极性的高分子聚合物之一；

优点：材料可弯曲，声阻抗小，与水匹配较好，适用于水听器以及医学超声诊断声场测试用的换能器。

缺点：信噪比尚不理想，机电耦合系数不够大，机械和介电损耗比较大、品质因素较小。

压电复合材料：将强介电性陶瓷微粒分散混合于高分子材料中而构成的，其处理和使用与高分子压电材料一样；其压电性能不仅依赖于陶瓷粒子，也和作为基体的高分子材料的种类有很大关系. 例如：氧化锌（Zn0）、硫化镉（CdS）、氮化铝（A1N）

压电陶瓷的制备流程: 配料、混合磨细、预烧、二次细磨、造粒、成型、排塑、外形加工、被电极、高压极化、老化测试

压电陶瓷的极化机理: 在一定温度下（T<Tc），其正负电荷中心不重合，产生自发极化；自发极化方向：从负电荷中心指向正电荷中心；电畴：自发极化方向一致的区域；自化极化后，陶瓷内极化强度为零。人工极化：在压电陶瓷上加足够高的直流电场，保持一定温度和时间，迫使电畴转向、定向排列；

正压电效应: 对压电材料施加压力，产生电位差；力作用下产生形变，上下表面积聚电荷释放；机械能→电能

逆压电效应：施加电压，则产生机械应力；电场作用下，极化强化，材料产生变形；电能→机械能

压电应变常数: 应力恒定时，电场强度所产生的应变与电场强度之比；或电场恒定时，应力所产生的电政移变化与应力之比。

压电电压常数: 电位移恒定时，应力所产生的电场强度与应力之比；或应力恒定时，电位移所产生的应变与电位移之比。

压电耦合系数k?(0-1)：表示压电体将机械能转化为电能或把电能转化为机械能的转换系数；机电耦合系数越大，能量转换效率越高；

电流变液(electrorheological fluids，ER)：由高介电常 数、低电导率的电介质颗粒分散于低介电常数的绝缘液体 中形成的悬浮体系;具有电流变特性，可快速、可逆地对电场做出反应；

在电场作用下：表观粘度急剧增大，屈服强度成倍增加， 表现为类似固体的性质；

撤除外加电场：流体又恢复到流动状态。

电流变液的组成成分

基液：煤油、矿物油、植物油、硅油等，绝缘性好，耐高 压，低粘度，流动性好

电介质颗粒：有无机材料（硅胶、硅铝酸盐、复合金属氧化物、 复合金属氢氧化物）

高分子材料（高分子半导体粒子）复合型ER材料（无机材料、高分子材料的复合）

相关添加剂：水、酸、碱、盐类物体和表面活性剂，增强悬浮液的稳定性和电流变效应

磁流变液(magnetrorheological fluids，MR)：基液和均匀散布其中的高磁导率、低磁滞性磁性固体颗粒制成的悬浮液；

流变特性：(1)零磁场条件,呈现出低粘度的牛顿流体特性； (2)强磁场作用，呈现高粘度、低流动性宾汉流体特性；

磁流变特性受磁场控制，可逆，响应快速。

磁流变液的组成成分

基液：矿物油，合成油，硅油，水等 磁性颗粒：铁、钴、镍等畴材料，具有高磁导特性

相关添加剂：悬浮剂、抗氧化剂及其它添加剂用于改善其性能

ER和MR性能比较（均为智能材料）

ER：高介电常数、低电导率的电介质颗粒；低介电常数的绝缘液体（绝缘）；添加剂

MR：高磁导率、低磁滞性的磁性固体颗粒；基液（导电或不导电均可）；相关添加剂

ER和MR均可控流体，具有流变特性，且可逆

电流变液流变特性受电场控制，磁流变液流变特性受磁场控制

形状记忆效应：金属材料受外力作用后，弹性变形→达到屈服点→ 塑性变形；应力消除后，它们永久变形不能恢复到原来状态。但有些材料，在发生了塑性变形后，经过合适的热过程，能够回复到变形前的形状

形状记忆合金：具有形状记忆效应的材料，一般是两种以上金属元素组 成的合金

形状记忆效应的机理：马氏相变理论：马氏体发生逆向转变形成其母相（奥氏体）而使形状得到恢复；发生马氏体转变的合金在发生形变后，被加热到马氏体转 变逆转变的终了温度以上，使低温马氏体又变回为高温母相，回复到形变前的原始形状；再冷却时，通过内部弹性能又返回到马氏体的形状。

记忆效应包括：单程记忆效应；双程记忆效应；全程记忆效应。

单程记忆效应：形状记忆合金在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前 的形状。这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。单程记忆效应是由于金属晶相组织变化引起的

双程记忆效应某些合金加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状。

某些合金在实现双程记忆的同时，继续冷却到更低温度，可以出现与高温时完全相反的形状， “全程”形状记忆；这是双向记忆的一种特殊情况。

相变过程中存在迟滞；相变迟滞具有非线性特性，影响SMA驱动器控制精度；相变温度跟应力有关。

超弹特性：某些SMA在外力作用下发生变形后，去除外力后在常温下 可以恢复到原始形状状态；具有比一般金属大得多的变形恢复能力，能承受更大的变形。

机理：常温下马氏体不稳定，转化为奥氏体

形状记忆合金的分类：铁基形状记忆合金；铜基形状记忆合金；镍钛基形状记忆合金

铁基形状记忆合金分类：基于热弹性马氏体相变：主要有Fe-Pt，Fe-Pd和Fe-Ni-Co-Ti

基于非热弹性可逆马氏体相变：Fe-Mn-Si Fe-Cr-Ni-Mn-Si-Co

铜基形状记忆合金优点：形状记忆；超弹性；高阻尼；良好的导电性

镍钛基形状记忆合金：组成：1：1镍钛原子，少量铜、铁等添加剂

优点：伸缩率在20%以上；疲劳寿命达107次；阻尼特性比普通的弹簧高10倍；耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，身体排斥性小

形状记忆合金的应用：形状记忆合金驱动器：镍钛基形状记忆合金；仿生鱼；飞机模型；形状记忆合无线通讯天线；SMA轮胎；航天飞行器的减振；医学上的应用—骨骼固定器

形状记忆聚合物：一些聚合物在加热时，当温度超过玻璃转变温度时，聚合 物可以恢复原来的塑性变形、有时高达400；这种效应与形状记忆效应（SME)有相似之处，称这种聚合物为形状记忆聚合物（SMP)。

形状记忆聚合物特点：①形变量高；②形状恢复温度可通过化学方法加以调整；③形状恢复应力一般较低；④耐疲劳性差；⑤只有单程记忆功能。

主要的形状记忆聚合物：聚降冰片烯；反式1，4-聚异戊二烯(TPl)；苯乙烯—丁二烯共聚物；聚氨酪

形状记忆聚合物应用：医疗器材-手术缝合线；热收缩套管；容器外包及衬里；建筑用紧固销钉；形状记忆纤维

光纤：光导纤维的简写；它是一种用玻璃或塑料制成的纤维，是光的传导工具

光纤通常由纤芯、包层、保护套及涂覆层组成；纤芯：玻璃、石英或塑料等制成的圆柱体，直径约为5～150μm；包层：玻璃或塑料等，直径100－200um；保护套：起保护光纤的作用。

光纤的分类：按传输模式分为：单模光纤和多模光纤；

单模光纤：（1）纤芯直径很小，接受角小，传输模式 很少；（2）光纤传输性能好，频带宽，具有很好的线性和灵敏度，但制造困难；（3）单模光纤原则上只能传送一种模数的光。

多模光纤：（1）纤芯尺寸较大，传输模式多，容易制造，但性能较差，带宽较窄；（2）多模光纤允许多个 模数的光在光纤中同时传播。

突变型光纤：折射率突变，以锯齿 形式传播，色散高、 成本低，短途、低速 传输

渐变型光纤：折射率逐渐变小，以 正弦形式传播，信号 畸变小，带宽大，传 输距离远

光纤传输优点：频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、保真度高、工作性能可靠、成本不断下降

光纤传输损耗：光信号通过光纤传播时，因某种原因造成的光能量衰减，单位dB/km 。

本征：固有损耗，包括散射，固有吸收等。

弯曲：光纤弯曲时光散射造成的损耗；挤压：光纤受到挤压产生微小的弯曲而造成的损耗。杂质：光纤内杂质吸收和散射传播的光造成损失。不均匀：材料的折射率不均匀造成的损耗。对接：不同轴，端面不平等。

光纤传感器的基本结构包括：光 源：产生光信号，LED或LD 光调制器：将各物理量转化为光信号 光探测器\解调器：检测、解调转化为电压信号

光纤传感器分为：功能型光纤传感器、非功能型光纤传感器、拾光型光纤传感器

功能型（全光纤型）光纤传感器：光纤作传感元件：对外界信息具有敏感能力和检测能力，“传”和“感”合为一体；

光纤起传光作用；利用光纤在外界因素(弯曲、相变)的作用下，其光学特性 (光强、相位、偏振态等)的变化，来实现“感”的功能；传感器中光纤是连续的，增加其长度，可提高灵敏度。

非功能型（或称传光型）光纤传感器：

光纤仅起导光作用，只“传”不“感”，对外界信息的“感 觉”功能依靠其他物理性质的功能元件完成；光纤不连续，无需特殊光纤及特殊技术，易实现，成本低；灵敏度较低，用于对灵敏度要求不太高的场合。

拾光型光纤传感器：用光纤作为探头，接收由被测对象辐射的光或被其反射、 散射的光；

典型例子：光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感 器等。

根据调制和解调原理，光纤传感器分为： 强度调制 相位调制 波长调制 偏振态调制

强度调制：被测对象的变化引起敏感元件的折射率、吸收或 反射等参数的变化，而导致光强度发生变化。

相位调制：利用外界因素引起的光纤中光波相位变化来探测各种物理 量;

相位调制光纤传感器：被测能量场的作用使光纤内传播的 光波相位发生变化，再利用干涉测量技术把相位变化转换为光强变化，从而检测出待测的物理量;

光波的相位由光纤波导的物理长度、折射率及其分布、波导横向几何尺寸所决定。

检测相位变化：由于光的频率很高，光电探测器不能检测相位的变化，需 要用光学干涉技术将相位调制转换为振幅调制；在光纤传感器中常采用马赫－泽德干涉仪等仪器完成这一过程。

光纤布位格光栅传感器(波长调制型)：FBG（Fiber Bragg Grating）传感器

按光学现象将光纤传感器分为：

干涉型：频率调制型、相位调制型，结构复杂，灵敏度和分辨力高；

非干涉型：强度调制型，结构简单。

典型干涉测量仪与光纤干涉传感器：马赫-泽德尔(Mach-Zender)干涉仪 法布里-泊罗(Fabry-Perot)干涉仪 迈克尔逊(Michelson)干涉仪 萨格纳克(Sagnac)干涉仪

常用光纤干涉传感器是利用上述原理由光纤实现的干涉型光纤传感器。

迈克尔逊干涉仪：

干涉原理：激光束分得的两光束光程差小于激光的相干长度时， 光探测器检测到的两相干光束即产生干涉，且相位差为：

马赫—泽德光纤干涉仪：由移动平面镜的位移获得两相干光束的相位差，并产生干涉。

萨格拉克型光纤干涉仪：利用赛格纳克效应产生延迟；

法布里-珀罗干涉仪：它是由两块平行的部分透射 平面镜组成，其反射率通常 是大于95?；

激光器输出光的95?将朝着 激光器反射回来,余下的5?的 光将透过平面镜而进入干涉 仪的谐振腔内。

干涉原理是多光束干涉，干涉光强度的变化为：

光纤传感器的特点：

光纤传感器的应用：风力发电设备、航空、土木、空客A3X

长期从事凝聚态理论研究，在电子输运理论、低维受限的量子系统和超导理论等方面做出一系列有创新意义的工作。发展了非平衡统计算子理论，正确处理半导体热电子的输运问题，修正了国际上长期沿用理论方案的缺陷；发展了具有多谷能带结构半导体的热电子输运理论；在掺杂锰钙钛矿氧化物的庞磁电阻机理研究中合作提出双交换机制和非磁无序相结合的理论模型，运用单参数标度理论计算扩散态和局域态迁移率边，解释实验结果；发展了磁多层结构和磁颗粒系统的解析输运理论，正确计算了巨磁电阻的角度依赖性和随颗粒尺度的变化。

长期从事凝聚态物理的理论研究，在量子输运和自旋输运理论、磁性纳米结构和巨磁电阻、半导体的热电子输运、以及超导和磁性理论等方面做出系列的创新成果。在SCI学术期刊上发表论文二百篇，包括在美国的“物理评论”上八十二篇和“物理评论快报”上八篇，研究成果被一千多篇学术论文引用。《自旋输运和巨磁电阻理论》项目获2002年度国家自然科学二等奖，还曾获得国家教育部和江苏省科技进步一等奖两项，二等奖两项。 近年来在SCI学术期刊上发表论文280多篇，其中包括在美国的《物理评论》(Physical Review)上98篇,《物理评论快报》(Physical Review Letters)上10篇，研究成果被SCI学术期刊上一千五百多篇论著他引。

代表性著作 ：《物理学进展》

代表性论文：关自旋玻璃

主要论著

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