光纖傳感技術(shù)光學(xué)工程,李子忠(完整版)
【正文】 三、傳輸光的調(diào)制技術(shù) ? 強(qiáng)度調(diào)制 ? 相位調(diào)制 ? 偏振態(tài)調(diào)制 ? 頻率解調(diào) 四、強(qiáng)度調(diào)制光纖傳感器 ? 利用外界因素改變光纖中光的強(qiáng)度，通過測量光強(qiáng)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(xué)關(guān)系為： ? n1sinθ i=n2sinθ r ? 當(dāng) 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(dǎo)體吸收式光纖溫度傳感器 ? 折射率調(diào)制光纖傳感器 ? 光纖微彎傳感器： 能引起光纖產(chǎn)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(dāng)光纖探頭緊貼反射片時，接收器接收到的光強(qiáng)為零。光源發(fā)出的光經(jīng)發(fā)射光纖傳輸并投射到膜片的內(nèi)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(dǎo)線產(chǎn)生的，根據(jù)安培環(huán)路定律： ? 式中： I — 載流導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度； r — 導(dǎo)線外任一觀測點(diǎn)到導(dǎo)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(jìn)行分布式測量的技術(shù)。 七、頻率調(diào)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(gòu)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(jìn)入干涉儀的諧振腔內(nèi)。
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