光纖振弦智能傳感器(已修改)
2025-08-17 18:51 本頁面
【正文】 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 電 氣 工 程 系 光纖傳感器 一、 光纖的結(jié)構(gòu) 二、 光在光纖中的傳光原理 三、 光纖的類型 四、 光纖傳感器的應(yīng)用 一、光纖的結(jié)構(gòu) 包層的折射率 n2略低于纖芯的折射率 n1 各種裝飾性光導(dǎo)纖維 二、光在光纖中的傳光原理 光的反射、折射： 當(dāng)一束光線以一定的入射角θ 1從介質(zhì) 1射到介質(zhì) 2的分界面上時，一部分能量反射回原介質(zhì)；另一部分能量則透過分界面，在另一介質(zhì)內(nèi)繼續(xù)傳播。 光的全反射： 當(dāng)增大 入射角時，進(jìn)入介質(zhì) 2的折射光與分界面的夾角將相應(yīng)增大 ，將導(dǎo)致折射波只能在介質(zhì)分界面上傳播。對這個極限值時的入射角，定義為臨界角 θ 0。當(dāng)入射角大于 θ 0時，入射光線將發(fā)生全反射 。 120s in nn??i?0?02 ?? ?A B 2n1n0n2n當(dāng) 時，光能夠沿光纖的內(nèi)壁由光纖的一端 傳到另一端 . i??? ??0222210 s i n nnn i ???:sin i? 稱為光學(xué)纖維的數(shù)值孔徑，用 NA表示，它決定了可經(jīng)光學(xué)纖維傳遞的光束的入射角 .只有入射角小于 θi的光束才能在光纖中傳輸。 對 A、 B兩個界面分別用折射定律（分析臨界狀態(tài)）可得出： no≈1 ， 2221s i n nni ???光進(jìn)入光學(xué)纖維后 ,多次 在內(nèi)壁上發(fā)生全內(nèi)反射 , 光從纖維的一端傳向另 一端 . 光學(xué)纖維 :中央折射率 大 ,表層折射率小的透 明細(xì)玻璃絲 . 光導(dǎo)纖維的傳光原理 三、光纖的類型 ?階躍型： 光纖纖芯的折射率分布各點(diǎn)均勻一致，稱為多模光纖。 ?梯度型： 梯度型光纖的的折射率呈聚焦型，即在軸線上折射率最大，離開軸線則逐步降低，至纖芯區(qū)的邊沿時，降低到與包層區(qū)一樣。 ?單孔型光纖 單孔型光纖的纖芯直徑較?。〝?shù)微米）接近于被傳輸光波的波長，光以電磁場 “ 模 ” 的原理在纖芯中傳導(dǎo)，能量損失很小，適宜于遠(yuǎn)距離傳輸。 四、光纖傳感器的分類 光纖傳感器是一種把被測量轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y光信號的裝置， 由 光發(fā)送器 、 敏感元件 (光纖或非光纖 )、 光接收器 、 信號處理系統(tǒng)及光纖 構(gòu)成。 光發(fā)送器發(fā)生的光經(jīng)入射光纖引導(dǎo)到敏感元件，在這里，光的某一性質(zhì)受到被測量的調(diào)制。已調(diào)光經(jīng)出射光纖耦合到光接收器，使光信號變成電信號，再經(jīng)信號處理，得到被測量的值。 光纖傳感器的分類方法很多，可按光纖在傳感器中的作用、光參量調(diào)制種類、所應(yīng)用的光學(xué)效應(yīng)和檢測的物理量分類。按光纖在傳感器中的作用，可分為 功能型 、 非功能型 和拾光型 三大類。 信號處理 光受信器 光纖敏感元件 光發(fā)送器 功能型光纖（ FF型） 在功能型 (FF)光纖傳感器中，光纖既是光信號的傳輸通路，又是把被測量轉(zhuǎn)換為光信號的敏感元件。光在光纖內(nèi)受被測量調(diào)制，也稱元件型，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，但對光纖和檢測的要求也高，成本較高。 在
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