光纖傳感器的基本原理(完整版)
【正文】 數(shù)， R⊥ 為垂直偏振方向的強(qiáng)度反射系數(shù)； n=n3／ n1 ， θ為入射光波在界面上的入射角 。 相位調(diào)制 一、應(yīng)力應(yīng)變效應(yīng) 當(dāng)光纖受到縱向 (軸向 )的機(jī)械應(yīng)力作用時(shí)，光纖的長(zhǎng)度、芯徑、纖芯折射率都將發(fā)生變化，這些變化將導(dǎo)致光波的相位變化 . 式中， a為光纖芯的半徑； 第一項(xiàng)表示由光纖長(zhǎng)度變化引起的相位延遲 (應(yīng)變效應(yīng) )；第二項(xiàng)表示感應(yīng)折射率變化引起的相位延遲 (光隙效應(yīng) )；第三項(xiàng)則表示光纖的半徑改變所產(chǎn)生的相位延遲 (泊松效應(yīng) )。如果其中一束光的相位由于某種因素的影響受到調(diào)制，則在干涉域中產(chǎn)生干涉。 若平臺(tái)以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，則順時(shí)針?lè)较騻鞑サ墓廨^逆時(shí)針?lè)较騻鞑サ墓庋舆t。如果頻率為 f的光照射在相對(duì)光速度為 v的運(yùn)動(dòng)物體上，那么觀察者接收的運(yùn)動(dòng)物體反射光頻率 f1為 當(dāng)光源和觀察者處于相對(duì)靜止的二個(gè)位置時(shí)，可當(dāng)作雙重多普勒效應(yīng)來(lái)考慮。 光纖 pH探測(cè)技術(shù) 這種技術(shù)利用化學(xué)指示劑對(duì)被測(cè)溶液的顏色反應(yīng)來(lái)測(cè)量溶液的 pH值 . ? 采用雙波長(zhǎng)工作方式的目的是為了消除測(cè)量中多種因素所造成的誤差。 1/310 )1(),( 2?? ?? TceCTE ???光纖黑體探測(cè)技術(shù)。 k E H 偏振光的表示法 圓偏振光 線(xiàn)偏光 橢 圓 偏 振 光 馬呂斯定律 強(qiáng)度為 I0的偏振光，通過(guò)檢偏器后，透射光的強(qiáng)度為： I=I0 cos2α 其中 α 為檢偏器的偏振化方向與入射偏振光的偏振化方向之間的夾角。 ?非常光 ：它的折射率（即波速）隨方向而變化，并且不一定在入射面內(nèi)傳播，簡(jiǎn)稱(chēng)為 e 光。 例如：方解石、石英等。 ? 克爾效應(yīng) 當(dāng)外電場(chǎng)撤消時(shí)，這種性質(zhì)立即消失，因此，也稱(chēng)為 電致雙折射現(xiàn)象 。 在大多數(shù)情況下 (k為正值 )，即介質(zhì)具有正單軸晶體的性質(zhì)。 B 旋光物質(zhì) M NFC是旋光物質(zhì)； F為濾色片； M為起偏器；旋光物體放在兩 個(gè)偏振片 M與 N之間， 把檢偏器 N 旋轉(zhuǎn)一定角度，可得到亮視野和暗視野。（偏振光強(qiáng)度是它的兩個(gè)分量的強(qiáng)度之和，即 ）并把兩分量的共同因子提到矩陣外， 2221 aaI ??? ?? ?? ?? ?? ???????????????????????????????????iaaaaiaiaaaaiaEEEyxe x p1e x pe x p1e x p122221111212222111式中： aaa 1212 ??? 令???? 并棄去共同位相因子，歸一化形式的瓊斯矢量： 把偏振光用瓊斯矢量表示，特別方便于計(jì)算兩個(gè)或多個(gè)給定的偏振光疊加的結(jié)果。 NCMF? 法拉第旋轉(zhuǎn)是非互易的光學(xué)過(guò)程，即平面偏振光一次通過(guò)法拉第材料轉(zhuǎn)過(guò)角度 θ ，而沿相反方向返回時(shí)將再旋轉(zhuǎn) θ角。 設(shè)單軸晶體的主折射率 ne對(duì)應(yīng)于 MN方向上的振動(dòng)光的折射率，主折射率 no對(duì)應(yīng)于垂直 MN方向上的振動(dòng)光的折射率，這時(shí)光彈效應(yīng)與壓強(qiáng) P的關(guān)系可表達(dá)為 式中 k是物質(zhì)常數(shù) ,(no ne)是雙折射率差，表征雙折射性的大小，此處也表征光彈效應(yīng)的強(qiáng)弱。這樣，為了獲得大的法拉第效應(yīng)．可以將放在磁場(chǎng)中的法拉第材料做成平行六面體．使通光面對(duì)光線(xiàn)方向稍偏離垂直位置，并將兩面鍍高反射膜，只留入射和出射窗口。即可得到這種結(jié)果。 l????對(duì)于固體： 定義 ?為旋光系數(shù)，它是入射光波長(zhǎng)的函數(shù) lC ????對(duì)于液體： 式中 C為溶液的濃度。 旋光現(xiàn)象 A 旋光現(xiàn)象 偏振光通過(guò)某些透明物質(zhì)后，其振動(dòng)面方將以光的傳播方向?yàn)檩S線(xiàn)轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度 ，這種現(xiàn)象稱(chēng)為 旋光現(xiàn)象。 ?2)( k l Ennl oe ??兩光通過(guò)厚度為 l 的液體時(shí)， 光程差為： 若去掉盒內(nèi)電場(chǎng)，則沒(méi)有光從N透出。 例如：云母、硫黃等。 e 光振動(dòng)方向平行于該光線(xiàn)（在晶體中）與光軸組成的平面。 ?0AOMN?co s0AA ??22020c o s??AAII? ? ? ? ? ? 0I 20IMo一束光強(qiáng)為 I0的自然光透過(guò)檢偏器，透射光強(qiáng)為 I0 /2 解釋 I=I0 cos2α 天然的方解石晶體是雙折射晶
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