【正文】 徑延遲能夠通過石英補償板引入的光路徑延遲得到補償。固定反射鏡激光器傳感器光探測器圖42 邁克爾遜干涉儀原理圖激光器輸出的單色光由分束器分成光強相等的兩束光。但是由圖發(fā)現(xiàn)當= 2. 4 時出現(xiàn)單一模式, 損耗較小,利于PCF 的傳輸。 A 和B —— 系數(shù)。3 光信號在光子晶體光纖的傳輸特性光子晶體光纖( PCF) 又被稱為微結構光纖, 近年來引起廣泛關注, 它的橫截面上有較復雜的折射率分布, 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。δz ]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 ,這是因為包層中的小孔點陣構成光子晶體。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、質軟、重量輕的機械性能；絕緣、無感應的電氣性能；耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等，它能夠在人達不到的地方（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。與半導體晶格對電子波函數(shù)的調制相類似，光子帶隙材料能夠調制具有相應波長的電磁波當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制，電磁波能量形成能帶結構。 光子晶體光纖又被稱為微結構光纖，近年來引起廣泛關注，其中最有發(fā)展前途的領域是光子晶體在光纖技術中的應用。因此，光子晶體就是折射率呈周期分布的光學介質。, 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?。根據彈性力學理論可以證明C11 = C22 = C33 , C12 = C13 = C21 = C23 = C31= C32 , 則在外界壓力作用下PCF 中產生的應變與靜壓力在PCF 中形成的應力之間的關系如下： (25) 應力作用下PCF 的光學特性會發(fā)生改變， 并導致PCF 纖芯有效折射率發(fā)生改變， 根據彈光理論， 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)。這些特點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), 實現(xiàn)許多傳統(tǒng)光纖所沒有的性質。 ——導模的模式折射率。為此，我們以相位調制為例，介紹PCF智能傳感器的信號檢測系統(tǒng)。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。同時，所有干涉信號的對比度實際上都保持一致，這是因為與干涉帶的快速變化的強度相比，是隨著光路徑延遲的不均衡度（）的緩慢變化的函數(shù)。在這種解碼方案中，解碼系統(tǒng)構成復雜，延遲板厚度必須要理想選擇，否則其引入的光程差不能補償傳感器系統(tǒng)所引入的光程差，探測信道輸出的光強改變不明顯，解碼系統(tǒng)不能探測出光強變化，系統(tǒng)也就不能探測外界壓力或溫度的改變值。5 A/D轉換器的實現(xiàn)方法 A/D轉換器的工作原理A/D轉換器是一個把模擬信號變成數(shù)字信號的電路，轉換過程的示意如圖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轉換器首先將輸人模擬信號的取樣，為保證不產生取樣過程的失真, 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行量化, 因為數(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, , 后兩個步驟往往結合在一起, 沒有明顯的界。一般來說采用雙積分A/D轉換可達到16位以上的轉換分辨率。調制器以采樣速率（為過采樣倍率）將輸入信號轉換為由1和0構成的連續(xù)串行位流。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、幫助我。采用平面波展開法數(shù)值模擬了光子晶體光纖的傳輸特性，得到了傳播模式，色散關系，并且通過改變頻率觀察了矢量與頻率的變化關系，通過改變包層空氣孔的大小觀察傳輸特性。 模數(shù)轉換技術傳統(tǒng)的積分型A/D轉換技術雖有較高的分辨率和轉換精度, 但其轉換速度卻很慢, 一般雙積分和多次雙積分A/D轉換速度均在每秒45次左右,使其應用受到限制。雙重積分式A/D轉換器利用兩優(yōu)積分, 把輸入信號的大小變換為時間間隔, 通過計數(shù)器計數(shù)時間間隔, 得到輸出數(shù)字量。③電路能夠獲得較高的增益，并減少了運放對偏置電流的影響。如果上述條件都滿足，系統(tǒng)的量程范圍就只受到信號源的頻寬的限制，且該量程范圍可表示為： （48）我們目前使用的這種光電二極管，其根據上述方程，該光電二極管的理論工作范圍相當于112個干涉條紋（大約500個采樣點）。強度調制器探測器如射光出射光圖43 強度調制原理探測系統(tǒng)由四條記錄干涉信號的信道，和一個測量傳感器輸出平均強度的信道組成。 下面介紹邁克爾孫（Michlson）光纖干涉儀圖42是普通光學邁克爾遜干涉儀的原理圖。模擬過程中, 通過改變d 值的大小得到圖4, 當= 0. 1,= 0. 2, = 0. 3, = 0. 4, = 0. 5, 可以看到隨著空氣孔的增大, 色散依次增大, 即損耗增大不利于PCF 的傳輸。 G , G′——倒格矢。如果在PCF 壓力傳感器系統(tǒng)中存在壓力以外的其他因素引起傳播脈沖相位波動， 則這些因素會對整個傳感器系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響。δy圖21b． 光子帶隙型 PCF導光機理[5]理論上求解光波在光子晶體中的本征方程即可導出實芯和空芯 PCF的傳導條件 ,即光子帶隙導光理論。在這一過程中，光纖傳感器這個傳感器家族的新成員倍受青睞。關鍵詞：智能PCF壓力傳感器 光子晶體光纖 PCF傳感器解碼系統(tǒng) A/D轉換 1 引言 光子晶體即光子禁帶材料，從材料結構上看，光子晶體是一類在光學尺度上具有周期性介電結構的人工設計和制造的晶體。它涉及的主要議題是高折射率光纖的周期性微結構（它們通常由以二氧化硅為背景材料的空氣孔組成）。與半導體晶格對電子波函數(shù)的調制相類似，光子帶隙材料能夠調制具有相應波長的電磁波當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制，電磁波能形成能帶結構。 似乎不存在截止波長,這就是無截止單模傳輸特性. PCF 可在從藍光到2的光波下單模傳輸, 且與光纖的絕對尺寸無關, 所以通過改變空氣孔間距來調節(jié)模場面積. 小模場有利于非線性產生，大模場可防止發(fā)生非線性?！　CF 的物理參數(shù)取值如下： n0 = 1. 47, = 0. 17,E = 7. 3應用平面波展開法數(shù)值模擬了光子晶體光纖的傳輸特性, 為光子晶體光纖的制作提供了理論依據。 ——空氣折射率。 光子晶體光纖傳感器檢測原理圖41即是光子晶體光纖傳感器檢測系統(tǒng)，數(shù)據采集系統(tǒng)主要是由本文所研制的PCF壓力傳感器構成，光信號調制器包括光敏探測器、信號轉換裝置和積分電路，我們通過數(shù)據采集系統(tǒng)PCF傳感器受到的壓力，這個壓力引起PCF傳感器中傳播光性質的改變，我們用光敏探測器探測PCF傳感器輸出的光強，再把探測到的信號輸入到計算機系統(tǒng)中，由計算機系統(tǒng)對數(shù)據進行對比分析，就可以得出外界壓力變化情況。如果使用HeNe激光器，這種技術能檢測107 級的位移。當干涉信號的強度比平均強度大時，就產生了更高的強度級別，在這種方式下探測通道中記錄的正弦強度變化轉變?yōu)閿?shù)字信號。這種方案的優(yōu)點是光電探測器把光信號轉換為電信號后可根據電信號的變化設置參考電平，對參考電平進行數(shù)值化，可根據電壓的數(shù)值變化標記外界壓力或溫度的變化，因此可用計算機系統(tǒng)進行自動化處理。 A/D轉換器的實現(xiàn)方法由A/D轉換器的原理可以看出，A/D轉換過程的實現(xiàn)就是用一個數(shù)字信號所能表示的當轉換某一個取樣值時，只需去尋找最接近這個取樣值的那個數(shù)字值，, A/, 數(shù)