光電檢測技術(shù)第一章-展示頁
2025-05-25 15:16本頁面
【正文】 下面將分別介紹各種調(diào)制的原理和方法。 光纖液位傳感器 光強度調(diào)制 光調(diào)制指的是使光信號的一個或幾個特征參量按被傳送信息的特征變化，以實現(xiàn)信息檢測傳送目的的方法。 階躍型的圓筒波導內(nèi)傳播的模式數(shù)量表示為 。 但數(shù)值孔徑太大 ， 光信號畸變也越嚴重 。 ? 意義： 無論光源發(fā)射功率有多大 ， 只有 2θi張角之內(nèi)的光功率能被光纖接受傳播 。 的臨界狀態(tài)時， Sin θi定義為“數(shù)值孔徑” NA（ Numerical Aperture） ?? 2s i n 10 ni?121 /)( nnn ???相對折射率差 arcsinNA是一個臨界角， θi arcsinNA，光線進入光纖后都不能傳播而在包層消失； θi arcsinNA，光線才可以進入光纖被全反射傳播。 單孔型光纖 單孔型光纖的纖芯直徑較小（數(shù)微米）接近于被傳輸光波的波長，光以電磁場 “ 模 ” 的原理在纖芯中傳導，能量損失很小，適宜于遠距離傳輸。第二章 光和光的傳播特性及光調(diào)制原理 ? 光和光的傳播特性 ? 光強度調(diào)制 ? 光相位調(diào)制 ? 光偏振態(tài)調(diào)制 ? 光頻率與波長調(diào)制 光和光的傳播特性 ? 光的波粒二象性： 波動性：光的干涉、光的衍射 粒子性：光的發(fā)射、吸收，光電效應等 ? 平面波 平面波 單色平面波 ? 光偏振態(tài) 橢圓偏振光 線偏振光 圓偏振光 光的基本性質(zhì) ? 牛頓 —— 微粒說 ? 根據(jù)光直線傳播現(xiàn)象，對反射和折射做了解釋 ? 不能解釋較為復雜的光現(xiàn)象：干涉、衍射和偏振 ? 波動理論 ? 惠更斯、楊氏和費涅耳等 ? 解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象 ? 麥克斯韋電磁理論：光是一種電磁波 光的基本性質(zhì) ? 光量子說 ? 1900年普朗克在研究黑體輻射時，提出輻射的量子論 ? 1905年，愛因斯坦在解釋光電發(fā)射現(xiàn)象時提出光量子的概念 ? 光子的能量與光的頻率成正比 ? 光具有波粒二象性 光在光纖介質(zhì)中的傳播 ? 光纖全反射原理 ? 光纖的結(jié)構(gòu) ? 光纖的應用 光纖的結(jié)構(gòu) 光在 光纖中 的全反射 光纜的外形 及光纖的拉制 光纖的類型 階躍型： 光纖 纖芯 的折射率分布各點均 勻一致，稱為多模光纖。 梯度型 ： 梯度型光纖的的折射率呈聚焦型，即在軸線上折射率最大，離開軸線則逐步降低，至纖芯區(qū)的邊沿時，降低到與包層區(qū)一樣。 斯乃爾定理 當光由光密物質(zhì)出射至光疏物質(zhì)時，發(fā)生折射 （ a）折射角大于入射角： （ b）臨界狀態(tài)： （ c）全反射 ： ri nn ?? s i ns i n 21 ?)/a r c s i n ( 120 nni ??0ii ???光纖導光 ji nn ?? s i ns i n 10 ? rk nn ?? s i ns i n 21 ?kj ?? ??? 90kkki nnnnnn ???? 2010101 s i n1c os)90s i n()/(s i n ??????ji nn ?? s i n)/(s i n 01?rris i nnnn)s i nnn(nns i n???2222102120111????n0為入射光線 AB所在空間的折射率，一般皆為空氣，故 n0≈1 ri nn ?? 22221 s i ns i n ??22210s i n nni ???當 θr =90176。 光導纖維的主要參數(shù) ? 1. 數(shù)值孔徑 （ NA） ? 2. 光纖模式 ? 3. 傳播損耗 1. 數(shù)值孔徑（ NA） ? 反映纖芯接收光量的多少 ， 標志光纖接收性能 。 大的數(shù)值孔徑：有利于耦合效率的提高 。 2221s i n nnNA i ??? ?2. 光纖模式 ? 光波沿光導纖維傳播的途徑和方式 在光導纖維中傳播模式很多對信息的傳輸是不利的 ， 導致合成信號的畸變 ， 因此我們希望模式數(shù)量越少越好 。?? /)( 212221 nndV ??希望 V?。?d不能太大， n2與 n1之差很小 3. 傳播損耗 ? 損耗原因： 光纖纖芯材料的吸收、散射，光纖彎曲處的輻射損耗等的影響 IIg
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