光傳感光調(diào)制ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 06:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 偏 振 調(diào) 制 技 術(shù) ?許多物理效應(yīng)都會影響或改變光的偏振狀態(tài) ， 采用這些效應(yīng)可設(shè)計偏振調(diào)制器 ， 下面介紹一種典型效應(yīng) 。 ? 法拉弟發(fā)現(xiàn) ，許多物質(zhì)在磁場的作用下可使穿過它的平面偏振光的偏振方向旋轉(zhuǎn)（ 在光的傳播方向上加上強磁場時 ） 一、法拉弟效應(yīng)（磁致旋光效應(yīng)） Ｈ d ? 振動面旋轉(zhuǎn)的角度 由經(jīng)驗公式給出： 式中 為靜磁通量， 為光所穿越的媒質(zhì)長度， 是比例因子，稱費爾德常數(shù)，一種特定媒質(zhì)的費爾德常數(shù)隨頻率和溫度而變。 ?rB d??B dr實 際 例 子 對于氣體， 約為 ，固體和液體 為 的量級。 如對于 1厘米長的 樣品， 高斯的磁場， ，此時 振動面將轉(zhuǎn)動 。 r 210??r510 ?OH 2 410CT ?20?39。112 ? 顯然，法拉弟效應(yīng)可用來設(shè)計光調(diào)制器，欲提高效率必須每單位長度的材料對光的吸收要盡量小，而偏振面旋轉(zhuǎn)的角度要盡量大，為此，人們研制了許多奇特的鐵磁材料，如 Ｌ eCraw 利用人工生長的釔鐵石榴石（ YIG）磁性晶體，它的費爾德數(shù)可以達到 (對 波長， 溫度范圍 )。 ..CR m? C?8525 ?? 利用法拉第效應(yīng)測磁場 實 驗 裝 置 圖 調(diào)制電流 恒定磁場 起偏器 檢偏器 線偏振光從左面進入晶體 ， 橫向的直流磁場使 YIG晶體在此方向上引起磁化飽和 ， 而總的磁化強度矢量 （ 由恒定磁場和線圈磁場所引起 ）可以改變方向 ， 它對晶體軸的傾斜角度正比于線圈中的調(diào)制電流 。 因為法拉弟旋轉(zhuǎn)依賴于磁化強度的軸向分量 ，所以線圈電源控制了 角 ， 檢偏器把這一偏振調(diào)制轉(zhuǎn)換為振幅調(diào)制 。 也就是說 ， 要傳遞的信息作為調(diào)制電壓加在線圈上 ， 則出射的激光束以振幅變化的形式攜帶著信息 。 ? 應(yīng)當指出的是 ， 應(yīng)將 法拉弟旋轉(zhuǎn)和旋光性旋轉(zhuǎn)加以區(qū)別 ， 所指旋光性旋轉(zhuǎn) ， 是指入射線偏振光的電場振動面在旋光材料中連接地旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象 。 這種現(xiàn)象的一個特點是旋轉(zhuǎn)方身與傳播方向有關(guān) ， 當光線正反兩次通過一個旋光性物質(zhì)時 ， 總旋轉(zhuǎn)角度為零 ， 而法拉弟旋轉(zhuǎn)是與光傳播方向無關(guān)的 ， 正反兩次通過法拉弟材料后 ，總的旋轉(zhuǎn)角度為 。 ?2法拉弟旋轉(zhuǎn)和旋光性旋轉(zhuǎn)之區(qū)別 這樣 ， 為了獲得更大的法拉弟效應(yīng) ， 可以將放在磁場中的法拉弟材料做成平行六面體 ， 使通光面對光線方向稍偏離垂直位置 ， 并將兩面鍍成反射膜 ， 只留入口和出口 ， 這樣 ， 若光束在其間反射 次后出射 ， 則有效旋光厚度為 ，則偏振面的旋轉(zhuǎn)角度將提高 倍 。 NNdN高反射膜 167。 3 相 位 調(diào) 制 一 、 概 述 ? 利用光相位調(diào)制來測量某些物理量的開發(fā)應(yīng)用已有一百多年的歷史 ， 不過一般以空間作為干涉光路的干涉儀體積大 ， 環(huán)境條件要求嚴格 ， 調(diào)整也困難 ， 因此限制了在工業(yè)中的應(yīng)用 。 ? 光導纖維的出現(xiàn)為光學干涉儀開辟了廣闊的天地 ，因為用光纖代替自由空間作為干涉光路有兩個突出的優(yōu)點：一是減少了干涉儀安裝和校準的固有困難 ， 可使儀器小型化 ， 塊體化 。 二是可以用加長光纖的方法使干涉光路對環(huán)境參數(shù)的響應(yīng)靈敏度增加 。 ?相位調(diào)制是光纖傳感器中最基本的調(diào)制技術(shù) ，它的靈敏度極高 ， 據(jù)報導 ， 可探 測 光程差引起的相位變化 （ 對 于 光波 ） ， 這相當于一個原子核直徑的大小 。 ?相位調(diào)制經(jīng)常與干涉測量機并用 ， 構(gòu)成相位調(diào)制的干涉型光纖傳感器 。 光纖干涉?zhèn)鞲衅鞅徽J為是潛在開發(fā)靈敏度最高的儀表 。 m1410 ?m? 概 述 二、 調(diào) 制 原 理 ? 光纖中傳導的光 ， 其相位變化取決于外界物理量產(chǎn)生的光纖波導的下面三個參數(shù)的變化 。 ? ① 光纖物理長度的變化 ? （ 軸向應(yīng)變伸長
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