【正文】 特性，得到了傳播模式，色散關(guān)系，并且通過改變頻率觀察了矢量與頻率的變化關(guān)系，通過改變包層空氣孔的大小觀察傳輸特性。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，你曾說過你所做的是把我們引向科學(xué)的大門，我們之中很大的一部分人，都深受你的影響，明白了科學(xué)的所在。謝謝你們！ 在此，我還要再一次的感謝余先倫老師，你不僅僅只是這次論文過程中指導(dǎo)、幫助我。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分辨率速度優(yōu)點(diǎn)（+）缺點(diǎn)（）逐次逼近1016位76K250Ksps+高分辨率和精度,低功耗,外圍元減少低輸入帶寬,積分式18位50Ksps+高分辨率，低功耗，優(yōu)異的噪聲性能低速度16位200Ksps+高分辨率，高輸入帶寬，片內(nèi)數(shù)字濾波外部采樣/保持，采樣速度有限 智能PCF壓力傳感器中A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 結(jié)論由于光子晶體光纖具有獨(dú)特的光學(xué)特性和結(jié)構(gòu)，隨著光纖技術(shù)的不斷發(fā)展，光子晶體光纖的獨(dú)有特性將會在智能傳感技術(shù)中得到進(jìn)一步的開發(fā)和應(yīng)用。調(diào)制器以采樣速率（為過采樣倍率）將輸入信號轉(zhuǎn)換為由1和0構(gòu)成的連續(xù)串行位流。由于是多次積分, 每次分周期的電壓擺幅可以設(shè)定得較小, 從而保證了積分電路的線性輸出, 提高了A/D轉(zhuǎn)換精度。一般來說采用雙積分A/D轉(zhuǎn)換可達(dá)到16位以上的轉(zhuǎn)換分辨率。 逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器采樣數(shù)率可達(dá)1MSPS，功耗低, 有相當(dāng)好的分辨率, 但因其結(jié)構(gòu)原理較復(fù)雜, 所以成本較昂貴, 也難于再從元器件精度上提高其轉(zhuǎn)換精度。5 A/D轉(zhuǎn)換器的實(shí)現(xiàn)方法 A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理A/D轉(zhuǎn)換器是一個把模擬信號變成數(shù)字信號的電路，轉(zhuǎn)換過程的示意如圖51所示.300 1 2 3 4 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 圖51圖（a）表示輸入模擬信號，圖（b）表示A/D轉(zhuǎn)換器首先將輸人模擬信號的取樣，為保證不產(chǎn)生取樣過程的失真, 取樣頻率必須滿足取樣定理的要求, , 對這個序列中的每個取樣值進(jìn)行量化, 因?yàn)閿?shù)字信號只能表示有限個數(shù)值, 而取樣信號的幅度值是過續(xù)的, 這就需要將取樣信號的幅度值用數(shù)字信號所表示的有限個數(shù)值中最接近的一個來表示,如圖（b）所示，這個過程稱為量化，最后, 將已量化的信號用數(shù)字信號表示, 如圖(C)所示, , 后兩個步驟往往結(jié)合在一起, 沒有明顯的界。根據(jù)數(shù)字電路原理可得前置放大電路輸出電信號與探測器探測到的電信號之間關(guān)系為： （49）分析圖54電路工作原理，主要優(yōu)點(diǎn)是：①雙運(yùn)放差動輸入前置放大電路通過對反饋電阻的擴(kuò)展，減小了電阻所帶來的熱噪聲電流。在這種解碼方案中，解碼系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，延遲板厚度必須要理想選擇，否則其引入的光程差不能補(bǔ)償傳感器系統(tǒng)所引入的光程差，探測信道輸出的光強(qiáng)改變不明顯，解碼系統(tǒng)不能探測出光強(qiáng)變化，系統(tǒng)也就不能探測外界壓力或溫度的改變值。依照△Rxs的特征，初始量程差關(guān)系應(yīng)至少滿足下列條件中的一個: （47）如果系統(tǒng)精度達(dá)到了2，則上述條件都能夠滿足。同時，所有干涉信號的對比度實(shí)際上都保持一致，這是因?yàn)榕c干涉帶的快速變化的強(qiáng)度相比，是隨著光路徑延遲的不均衡度（）的緩慢變化的函數(shù)。如圖43所示，強(qiáng)度調(diào)制光纖傳感器的基本原理是待測物理量引起光纖中的傳輸光光強(qiáng)變化，通過檢測光強(qiáng)的變化實(shí)現(xiàn)對待測物的沒量，一恒定光源發(fā)出的強(qiáng)度為的光注入傳感頭，在傳感器頭內(nèi)，光在被測信號的作用下其強(qiáng)度發(fā)生變化，即受到了外場的調(diào)制，使得輸出光強(qiáng)的包絡(luò)線與被測信號的形狀一樣，光電探測器測出的輸出電流也作同樣的調(diào)制，信號處理電路再檢測出調(diào)制信號，就得到了被測信號。由式（41）和(42)可知，可動反射鏡每移動=長度，光探測器的輸出就從最大值變到最小值，再變到最大值，即變化一個周期。干涉場中各點(diǎn)的光強(qiáng)可表示為 （41）式中，是相位調(diào)制引起的兩相干光之間的相位差。為此，我們以相位調(diào)制為例，介紹PCF智能傳感器的信號檢測系統(tǒng)。通過改變包層空氣孔的大小也可以改變其傳輸特性, 這個主要通過PCF 的色散特性表現(xiàn)出第2 期梁蘭菊等: 光子晶體光纖傳輸特性的研究551來。 ——導(dǎo)模的模式折射率。 k ——波矢量。這些特點(diǎn)也使得光子晶體光纖成為好的傳輸材料, 通過改變PCF空芯的大小、排列、形狀和間距等參數(shù), 實(shí)現(xiàn)許多傳統(tǒng)光纖所沒有的性質(zhì)。光源函數(shù)發(fā)生器調(diào)制器解碼單 元輸出系 統(tǒng)耦合器導(dǎo)入光纖傳感器導(dǎo)入光纖傳感器系統(tǒng)L1 L2 L3傳感器S3 S2 S1D3D2D1 CR3R2R1A3A2A1信號處理單元 放大器濾波器計算機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器圖24 PCF 壓力傳感器系統(tǒng)模型 對式（27） 進(jìn)行微分， PCF 壓力傳感器激光光源發(fā)出的光脈沖經(jīng)過敏感元件后其相位波動可表示為： 。根據(jù)彈性力學(xué)理論可以證明C11 = C22 = C33 , C12 = C13 = C21 = C23 = C31= C32 , 則在外界壓力作用下PCF 中產(chǎn)生的應(yīng)變與靜壓力在PCF 中形成的應(yīng)力之間的關(guān)系如下： (25) 應(yīng)力作用下PCF 的光學(xué)特性會發(fā)生改變， 并導(dǎo)致PCF 纖芯有效折射率發(fā)生改變， 根據(jù)彈光理論， 這個改變量可表示如下： （26） 式中， n0 為纖芯未受壓力時的折射率； E 為楊氏模量； 為硅光纖泊松比； p 1p 12 均為PCF 彈光系數(shù)。 PCF 壓力傳感基本原理　　在PCF 壓力傳感器系統(tǒng)中，作為敏感元件，采用的是折射率引導(dǎo)型PCF, 其傳播的光脈沖限制在纖芯內(nèi)。, 無論什么波長都能單模傳輸, 與傳統(tǒng)光纖隨著纖芯尺寸的增加會出現(xiàn)多?；奶匦员?。a． 全內(nèi)反射型 PCF導(dǎo)光原理周期性缺陷的纖芯折射率 (石英玻璃 )大于周期性包層折射率 (空氣 ) ,從而使光能夠在纖芯中傳播,這種結(jié)構(gòu)的 PCF導(dǎo)光機(jī)理依然是全內(nèi)反射 , ,由于包層包含空氣 ,所以這種機(jī)理稱為改進(jìn)的全內(nèi)反射 ,如圖 21所示。因此，光子晶體就是折射率呈周期分布的光學(xué)介質(zhì)。相比而言，內(nèi)部全反射光子晶體光纖（TIRPCF）首先是被制造出來的，而真正的光子帶隙傳導(dǎo)光纖（PBGPCF）只是在近期才得到實(shí)驗(yàn)證明。 光子晶體光纖又被稱為微結(jié)構(gòu)光纖，近年來引起廣泛關(guān)注，其中最有發(fā)展前途的領(lǐng)域是光子晶體在光纖技術(shù)中的應(yīng)用。近年來，隨著光子晶體光纖的快速發(fā)展，智能PCF壓力傳感器已廣泛的用于各種壓力環(huán)境監(jiān)控中。與半導(dǎo)體晶格對電子波函數(shù)的調(diào)制相類似，光子帶隙材料能夠調(diào)制具有相應(yīng)波長的電磁波當(dāng)電磁波在光子帶隙材料中傳播時，由于存在布拉格散射而受到調(diào)制，電磁波能量形成能帶結(jié)構(gòu)。第一種光纖具有高折射率芯層（一般是固體硅），并被二維光子晶體包層所包圍的結(jié)構(gòu)。光纖具有很多優(yōu)異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細(xì)、質(zhì)軟、重量輕的機(jī)械性能；絕緣、無感應(yīng)的電氣性能；耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等，它能夠在人達(dá)不到的地方（如高溫區(qū)），或者對人有害的地區(qū)（如核輻射區(qū)），起到人的耳目的作用，而且還能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。能量處在光子帶隙內(nèi)的光子，不能進(jìn)入該晶體。在空芯 PCF中形成周期性的缺陷是空氣,空氣芯折射率比包層石英玻璃低 ,但仍能保證光不折射出去 ,這是因?yàn)榘鼘又械男】c(diǎn)陣構(gòu)成光子晶體。δz ]在PCF 壓力傳感器系統(tǒng)中， 敏感元件采用折射率引導(dǎo)型PCF, 根據(jù)光波導(dǎo)理論， 光脈沖在PCF 中傳播距離L 后的相位延遲量為：， （27）　式中， L 為PCF 的長度； n為纖芯折射率分布； 為光波在光纖中的傳播波長。3 光信號在光子晶體光纖的傳輸特性光子晶體光纖( PCF) 又被稱為微結(jié)構(gòu)光纖, 近年來引起廣泛關(guān)注, 它的橫截面上有較復(fù)雜的折射率分布, 通常含有不同排列形式的氣孔, 這些氣孔的尺度與光波波長大致在同一量級且貫穿器件的整個長度, 光波可以被限制在光纖芯區(qū)傳播。由M