光纖傳感技術光學工程,李子忠(完整版)
【正文】 三、傳輸光的調制技術 ? 強度調制 ? 相位調制 ? 偏振態(tài)調制 ? 頻率解調 四、強度調制光纖傳感器 ? 利用外界因素改變光纖中光的強度，通過測量光強的變化來檢測外界物理量的傳感器。 ? 另外 ,n1與 n2之差很小 (例如 ,一般纖芯折射率 n1可能是 ,而包層折射率n2可能是 )。每個波具有不同的離散的振幅和速度。 ? n n θ r、 θ i ? 間的數(shù)學關系為： ? n1sinθ i=n2sinθ r ? 當 θ r=90186。時， θ i仍 ? ＜ 90186。采用 “ V值 ” 表述光在階躍型折射率光纖中的傳播特性 : ? 式中 ,a為纖芯半徑 ,λ 0為入射光在真空中的波長 (真空中的光波長近似等于光在空氣中的波長 )。一般要求 n2與 n1之差不大于 %~%。 ? 光纖微彎傳感器 ? 反射式光纖位移傳感器 ? 反射式光纖壓力傳感器 ? 半導體吸收式光纖溫度傳感器 ? 折射率調制光纖傳感器 ? 光纖微彎傳感器： 能引起光纖產生微彎的變形器 ? 光纖微彎傳感器是利用光纖的微彎損耗來檢測外界物理量的變化。 ? 顯然，當光纖探頭緊貼反射片時，接收器接收到的光強為零。光源發(fā)出的光經發(fā)射光纖傳輸并投射到膜片的內表面上 ,反射光由接收光纖接收并傳回光敏元件。它是由兩塊平行的部分透射平面鏡組成的。激光器輸出的另一部分光透過該分束器 ,被活動平面鏡反射回分束器 ,一部分光被該分束器反射到光檢測器。如果這個磁場是由長直載流導線產生的，根據安培環(huán)路定律： ? 式中： I — 載流導線中的電流強度； r — 導線外任一觀測點到導線的垂直距離。在理論上，它可以把被測量作為光纖位置長度的函數(shù)，能得到任意大小的分辨率。 ? 偏振光時域反射法 (POTDR)：利用后向散射光的偏振態(tài)信息進行分布式測量的技術。 七、頻率調制光纖傳感器 ? 原理：利用外界因素改變光的頻率，通過檢測光的頻率變化來測量外界物理量。激光器輸出的兩束光沿著一條由一個分束器和三個平面鏡構成的閉合光路反方向傳輸 ,它們重新合路后再入射到光檢測器 ,同時一部分光又返回到激光器。假定反射率為 95%,那么在任何情況下 ,激光器輸出光的 95%將朝著激光器反射回來 ,余下的 5%的光將透過平面鏡而進入干涉儀的諧振腔內。
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