光纖傳感技術(shù)光學(xué)工程,李子忠(已修改)
2024-09-28 20:35 本頁(yè)面
【正文】 光纖傳感技術(shù) 姓名：李子忠 專(zhuān)業(yè)：光學(xué)工程 學(xué)號(hào)： 6121203010 目錄 ? 一、概述 ? 二、光纖的傳光原理及特性 ? 三、傳輸光的調(diào)制技術(shù) ? 四、強(qiáng)度調(diào)制光纖傳感器 ? 五、相位調(diào)制光纖傳感器 ? 六、偏振態(tài)調(diào)制光纖傳感器 ? 七、頻率調(diào)制光纖傳感器 ? 八、分布式光纖傳感器 一、 概述 ? 光纖傳感器始于 1977年，經(jīng)過(guò) 20多年，目前已進(jìn)入研究與應(yīng)用并重階段。 ? 優(yōu)點(diǎn)： ? 靈敏度高、電絕緣性能好、抗電磁干擾、可繞性、可實(shí)現(xiàn)不帶電的全光型探頭 ? 頻帶寬 ,動(dòng)態(tài)范圍大可用很相近的技術(shù)基礎(chǔ)構(gòu)成傳感不同 ? 物理量的傳感器 ? 便于與計(jì)算機(jī)和光纖傳輸系統(tǒng)相連 ,易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遙測(cè)和控制 ? 可用于高溫、高壓、強(qiáng)電磁干擾、腐蝕等惡劣環(huán)境 ? 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、耗能少 二、光纖的傳光原理及特性 ? 光纖的結(jié)構(gòu) ? 光在光纖中的傳播 ? 光纖的重要參數(shù) ? 光纖的分類(lèi) 光纖的結(jié)構(gòu) ? 多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)： ? ：石英玻璃，直徑 5－ 75um，材料以二氧化硅為主，摻雜微量元素 ? ：直徑 100－ 200um，折射率略低于纖芯 ,使光的傳輸性能相對(duì)穩(wěn)定 ? ：硅酮或丙烯酸鹽，隔離雜光 ? ：尼龍或其他有機(jī)材料，提高機(jī)械強(qiáng)度，保護(hù)光纖 光在光纖中的傳播 ? (Snell39。s law) ? 光由光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)時(shí)發(fā)生折射，如圖 (a)，其折射角大于入射角，即 n1n2時(shí)， θ r＞ θ i。 ? n n θ r、 θ i ? 間的數(shù)學(xué)關(guān)系為： ? n1sinθ i=n2sinθ r ? 當(dāng) θ r=90186。時(shí)， θ i仍 ? ＜ 90186。，此時(shí)，出射光線 ? 沿界面?zhèn)鞑ト鐖D（ b）， ? 稱(chēng)為臨界狀態(tài)。 ? 臨界角 θ i0為： ? θ i0=arcsin(n2/n1) ? 當(dāng) θ i＞ θ i0并繼續(xù)增 ? 大時(shí)， θ r＞ 90186。，這時(shí)便發(fā) ? 生全反射現(xiàn)象，如圖 (c) ，其出射光不再折射而全部反射回來(lái)。 光在光纖中的傳輸 光纖的重要參數(shù) ? ?? 式中 ,n1為纖芯折射率 ,n2為包層折射率 , 為纖芯和包層的相對(duì)折射率 ? 2. 傳播模式
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