【正文】 相同、相位相同、 偏振方向和傳播 方向相同。 ? 在光纖測試系統(tǒng)中，則可用衰減器來取代一段長光纖以模擬長距離傳輸情形。 ? 主要應(yīng)用于光纖陀螺 光無源器件 – 光纖連接器（固定、活動 ,FC/PC,FC/APC） – 光纖耦合器 /分路器 – 光分插復(fù)用器（ OADM) – 光波分 /密集波分復(fù)用器（ WDM/DWDM) – 光衰減器（固定、連續(xù)） – 光濾波器（帶通、帶阻） – 光纖隔離器與環(huán)行器（偏振有關(guān)、無關(guān)） – 光偏振態(tài)控制器、光纖光柵 光纖傳感的重要器件： 二 常用連接器類型 常用連接器類型 FC Type 常用連接器類型 SC Type 常用連接器類型 SC2 Type 常用連接器類型 FDD Type 常用連接器類型 BICONIC Type D4 Type SMA 905 Type SMA 906 Type MINI BNC Type 連接頭端面類型 Ferrule + Flange Insertion Loss(插入損耗 ) Return Loss(回波損耗 ) SPC45dB APC60dB 耦合器（ coupler） ? 基本結(jié)構(gòu) 耦合器是雙向無源器件 基本形式有樹型、星型 ——與耦合器對應(yīng)的有分路器（ splitter） ? ?2?1?2?1?2耦合長度光功率ababba波分復(fù)用器（ WDM） ? WDM主要是把信號中的波長分開，耦合器是把信號中的能量分開。適用于大容量長距離通信系統(tǒng)， 。 光纖結(jié)構(gòu) ? 光纖呈圓柱形，它由纖芯和包層兩個(gè)同心圓柱的雙層結(jié)構(gòu)組成。一般微波干擾頻率在吉赫 10GHz ，光纖工作頻率在 200THz 光路可彎曲，對被測信號遠(yuǎn)距離監(jiān)控： ? 光纖損耗低，中繼距離長 石英光纖在 ，傳輸損耗分別為。 （ 理論基礎(chǔ) ） ? 1970年 ， 康寧公司研制光纖損耗 20dB/km（ 光纖商用 ） 1970年 —1979年 ， 光纖損耗 ? 1970年 ， 光源取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展 。所有的專業(yè)級數(shù)位攝影機(jī)采用 3CCD技術(shù)。 CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素。熱釋電效應(yīng)器件。 （ 2）漏源電壓 Vds對電流 Id的影響 NgsdidDDVp+ p+在漏源間加電壓 Vds ，令 Vgs =0 當(dāng) Vds =0時(shí)， Id=0 Vds ↑→Id ↑ 靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，呈楔形分布 當(dāng) Vds ↑， Vgd= Vds=Vp時(shí)，在靠漏極處夾斷 :預(yù)夾斷 預(yù)夾斷前， Vds↑→ Id ↑ 預(yù)夾斷后， Vds ↑→ Id 幾乎不變 （ 2）柵源電壓 Vgs和漏源電壓 Vds共同作用 sgVdDDdiGGVp+ p+輸出特性曲線： Id=f（ Vds） │Vgs=常數(shù) u= 3 VDSGSuGS= 1 VuuuGS( m A )= 2 VDiGS= 0V可變電阻區(qū) 恒流區(qū) 截止區(qū) 擊穿區(qū) 轉(zhuǎn)移特性曲線： uuGS = 0Vu0u( m A )1u= 3VD3 1310 VDS2( m A )GS( V )2144iu= 1VD2GSGSGS4i( V )3= 2Vg 漏極s+N襯底P 襯底源極 d柵極bN++++ ++++++ + + sbgd耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管 光敏場效應(yīng)管 柵壓與照度關(guān)系 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光電二極管 路燈自控 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光電二極管 光強(qiáng)測量 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 太陽能電源 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光敏三極管 轉(zhuǎn)速傳感 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光電三極管 紙張監(jiān)控 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光耦的應(yīng)用 光耦合器以光為媒介傳輸電信號。 S=dI/d216。 二極管溫度傳感器 ? 利用二極管 pn結(jié)正向電壓與溫度的關(guān)系 硅二極管，溫度每 升高 1度，正向電壓 下降約 2mV 三極管溫度傳感器 ? 三極管集電極電流 Ic恒定，發(fā)射結(jié)上正向電壓 Vbe隨溫度上升而線性下降。 主要散射機(jī)構(gòu)為： 聲波散射遷移率（晶格振動） 電離雜質(zhì)遷移率 ? 電阻率與溫度關(guān)系： 本征半導(dǎo)體：本征載流子濃度決定 雜質(zhì)半導(dǎo)體：載流子濃度和遷移率決定 熱敏電阻專業(yè)術(shù)語 ? 零功率電阻 在某一溫度下測量熱敏電阻值時(shí) ,加在熱敏電阻上的功耗極低 , 低到因其功耗引起的熱敏電阻的阻值變化可以忽略不計(jì) . ? 額定零功率電阻 R25 額定零功率電阻指環(huán)境溫度 25℃ 條件下測得的零功率電阻值 熱敏電阻專業(yè)術(shù)語 ? 溫度系數(shù) α 熱敏電阻的溫度系數(shù)定義為溫度變化導(dǎo)致的電阻的相對變化 .溫度系數(shù)越大，反應(yīng)越靈敏 ? 最大電流 Imax 最大電流是指熱敏電阻最高的電流承受能力 .超過最大電流時(shí)熱敏電阻將會失效。 臺式機(jī) 筆記本 手機(jī) 視頻采集器 音頻采集器 虛擬聽覺 水溫傳感器 虛擬感覺 土壤濕度傳感器 生產(chǎn)設(shè)備 辦公設(shè)備 “感” +“知” 物聯(lián)網(wǎng)的核心：傳感器 計(jì)算模式變革的十五年周期定律 ? 一個(gè)普遍接受的重要觀點(diǎn)：計(jì)算模式每隔 15年發(fā)生一次變革。 半導(dǎo)體熱電阻 ? 半導(dǎo)體材料的電阻率對溫度變化非常敏感，利用其電阻率隨溫度變化的特性可以實(shí)現(xiàn)溫度傳感。 ? 材料復(fù)制性好，機(jī)械強(qiáng)度高，易加工。 真空光電二極管 充氣光電二極管 真空光電二極管 0~20V范圍內(nèi)，偏壓 ∝ 光電流 大于 20V，飽和區(qū) 光電流 ∝ 光強(qiáng) 充氣光電二極管 ? 管殼中充有惰性氣體（氬，氖） 特點(diǎn)：光電流隨偏置電壓增加而增大 優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，加大電壓提高光電流 缺點(diǎn)：穩(wěn)定性差，頻率特性差 光電倍增管 ? 倍增效應(yīng) 具有足夠動能 的電子轟擊倍 增極時(shí)，該倍 增極表面將有 電子發(fā)射，稱 二次電子發(fā)射 直線瓦片式倍增系統(tǒng) 光電倍增管參數(shù) ? 暗電流：無光照條件下，加電壓，陽極電流 ：管內(nèi)的堿金屬蒸汽 ：材料的逸出功低，溫度導(dǎo)致 ：管內(nèi)的氣體電離，熒光發(fā)射 ：尖端在高壓下的場致發(fā)射 光電倍增管電路 正高壓供電與前放耦合 負(fù)高壓供電與前放耦合 光電效應(yīng)傳感器 ? 內(nèi)光電效應(yīng) 光照射半導(dǎo)體材料時(shí)，材料吸收光子而產(chǎn)生電子 空穴對，使導(dǎo)電性能加強(qiáng)，電導(dǎo)率增加這種光照后電導(dǎo)率發(fā)生變化現(xiàn)象為光電導(dǎo)效應(yīng)，又稱為內(nèi)光電效應(yīng)。三個(gè)電極： g：柵極 d：漏極 s：源極 結(jié)型場效應(yīng)管 NGGg+sdpVp + （ 1）柵源電壓 Vgs對溝道的控制作用 在柵源間加負(fù)電壓Vgs，令 Vds =0 當(dāng) Vgs=0時(shí)，為平衡 PN結(jié)，導(dǎo)電溝道最寬。因此得到結(jié)論：太陽光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見的光線，這就是紅外線。 70年代，貝爾實(shí)驗(yàn)室用簡單的線性裝置捕捉影像， CCD誕生。每四個(gè)像素形成一個(gè)單元，一個(gè)負(fù)責(zé)過濾紅色、一個(gè)過濾藍(lán)色，兩個(gè)過濾綠色。 ? 1960年 ， 梅曼發(fā)明第一臺 “ 紅寶石激光器 ” 。 光纖傳感器可測量位移、速度、加速度、液位、應(yīng)變、壓力、流量、振動、溫度、電流、電壓、磁場等物理量 電絕緣 性能好（不可能產(chǎn)生靜電火花） 抗 電磁干擾 能力強(qiáng)： 輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號耦合 (干擾 )到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。 信號處理 光接收器 光纖敏感元件 光發(fā)送器 拾光型光纖傳感器 ? 用光纖作為探頭，接收由被測對象輻射的光或被其反射、散射的光。 10 l og 1mWWdB m ?基礎(chǔ)知識 光纖標(biāo)準(zhǔn) ? ：多模漸變型 (GIF)光纖，在光纖通信發(fā)展初期廣泛應(yīng)用于中小容量、中短距離的通信系統(tǒng)。 ? 激光器相比，發(fā)光二極管輸出光功率較小，譜線寬度較寬，調(diào)制頻率較低。 ? 光開關(guān)可分兩類： ? 機(jī)械光開關(guān)，利用電磁鐵或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動光纖、棱鏡或反射鏡等光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)光路轉(zhuǎn)換。 半導(dǎo)體激光器 半導(dǎo)體激光器工作原理 ? 半導(dǎo)體激光器是向半導(dǎo)體 PN結(jié)注入電流，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生受激輻射，并利用光學(xué)諧振腔的正反饋實(shí)現(xiàn)光放大而產(chǎn)生激光。 此時(shí) ， 出射光線沿界面?zhèn)鞑ト鐖D （ b） ， 稱為臨界狀態(tài) 。 ⑤ 開辟新領(lǐng)域。 因此 ， 測量出光波量變化的大小 ，就可以知道導(dǎo)致這些光波量變化的壓力 、溫度 、 電場 、 磁場等物理量的大小 ． 于是就出現(xiàn)了光纖傳感器技術(shù) 。 CCD的應(yīng)用 ? CCD在天文學(xué)方面有一