光纖傳感技術(shù)光學(xué)工程,李子忠-資料下載頁
2024-09-20 20:35本頁面
【正文】 是目前許多慣性導(dǎo)航系統(tǒng)所用的環(huán)形激光陀螺和光線陀螺的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。 六、偏振態(tài)調(diào)制光纖傳感器 ? 原理：利用外界因素改變光的偏振特性，通過檢測(cè)光的偏振態(tài)的變化來檢測(cè)各種物理量。 ? 檢測(cè)原理： ? 法拉第效應(yīng) ? 普克爾效應(yīng) (電光效應(yīng) ) ? 光彈效應(yīng) ? 偏振調(diào)制型光纖電流傳感器，其基本原理是前述介紹的法拉第效應(yīng)（磁光效應(yīng)）。 ? 當(dāng)平面偏振光在強(qiáng)度為 H 的磁場(chǎng)作用下，線偏振光在物質(zhì)中通過的距離 L時(shí)電矢量 E旋轉(zhuǎn)角 θ 為：。如果這個(gè)磁場(chǎng)是由長(zhǎng)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(cè)點(diǎn)到導(dǎo)線的垂直距離。由此可見，只要根據(jù)磁光效應(yīng)，利用光纖傳感器測(cè)量出導(dǎo)線外任一點(diǎn) r的磁場(chǎng)強(qiáng)度 H，即可得到導(dǎo)線中的電流 I。 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(cè)光的頻率變化來測(cè)量外界物理量。頻率調(diào)制是基于光學(xué)多普勒效應(yīng)。 ? 如果一束頻率為 f 的光入射到相對(duì)于探測(cè)器速度為 v 的運(yùn)動(dòng)物體上，則從運(yùn)動(dòng)物體上反射的光頻率為 fs ，根據(jù)多普勒效應(yīng)，得到 ? ? 其中， c是光在介質(zhì)中的傳播速度 八、分布式光纖傳感器 ? 隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的日益廣泛，僅僅依靠單點(diǎn)式測(cè)量，已難以滿足需求，并且不能充分發(fā)揮光纖傳感器的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。分布式光纖傳感器一般是指：具有一個(gè)公共數(shù)據(jù)通道并能與控制中心實(shí)施通信聯(lián)絡(luò)的傳感器網(wǎng)絡(luò)。 ? 分布式光纖傳感器測(cè)量是運(yùn)用光纖的一維特性進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)，它可同時(shí)獲得被測(cè)量的空間分布狀態(tài)和隨時(shí)間變化的信息。它可以在整個(gè)光纖上對(duì)沿光纖分布的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。在理論上，它可以把被測(cè)量作為光纖位置長(zhǎng)度的函數(shù)，能得到任意大小的分辨率。 ? 反射法：利用光纖在外部擾動(dòng)作用下產(chǎn)生的 Reyleigh 、 Raman、 Brillouin等效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量的方法。 ? 偏振光時(shí)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(cè)量的技術(shù)。 ? 波長(zhǎng)掃描法 (WLS)：用白光照射保偏光柵，運(yùn)用快速Fourier算法來確定模式耦合系數(shù)的分布。 ? 干涉法：利用各種形式的干涉裝置把被測(cè)參量對(duì)干涉光路中光波的相位調(diào)制進(jìn)行解調(diào)，從而得到被測(cè)參量信息的方法。
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