光纖傳感器ppt課件-展示頁
2025-01-26 16:10本頁面
【正文】 θr=90186。 光在 光纖中 的全反射 光的全反射實(shí)驗(yàn) 光導(dǎo)纖維的主要參數(shù) ? 1. 數(shù)值孔徑 （ NA） ? 2. 光纖 類型 ? 3. 傳播損耗 θ j θi θ k θ r A B C D E F G K O O n0 n2 n1 n0sinθi=n1sinθj； n1sinθ k=n2sinθ r ， 又 θ j=90186。 這時(shí)有 式中： θi0——臨界角 n1 n2 θ r θ i (a)光的折射示意圖 n1 n2 θr θ i (b)臨界狀態(tài)示意圖 n1 n2 θr θ i (c)光全反射示意圖 當(dāng) θ i＞ θ i0并繼續(xù)增大時(shí)， θ r＞ 90186。時(shí) ， θ i＜ 90186。 n n θ r、 θ i之間的數(shù)學(xué)關(guān)系為 n1sinθi=n2sinθr θi0=arcsin(n2/n1) sinθi0=n2/n1 sinθ r＝ sin90186。s Law） 可見 ， 入射角 θ i增大時(shí) ， 折射角 θ r也增大 ， 且始終 θ r＞ θ i。當(dāng)入射角小于θ c時(shí)，入射光線將發(fā)生全反射。 光的全反射 當(dāng)減小入射角時(shí)，進(jìn)入介質(zhì) 2的折射光與分界面的夾角將相應(yīng)減小，將導(dǎo)致折射波只能在介質(zhì)分界面上傳播。護(hù)套通常由塑料制成。最外面通常由一層護(hù)套包覆。環(huán)繞纖芯的包層由特性與纖芯略有不同的玻璃或塑料制成。 ⑤便于與計(jì)算機(jī)和光纖傳輸系統(tǒng)相連 ,實(shí)現(xiàn)對被測信號的遠(yuǎn)距離監(jiān)控。 ③頻帶寬動態(tài)范圍大。 ①可根據(jù)實(shí)際需要做成各種形狀。 用光作為敏感信息的載體，光纖作為 傳遞敏感信息的媒質(zhì) 。 光纖傳感器 應(yīng)用： 磁 、 聲 、 壓力 、 溫度 、 加速度 、 陀螺 、 位移 、 液面 、轉(zhuǎn)矩 、 光聲 、 電流和應(yīng)變等物理量的測量 。 光纖傳感器 (FOS Fiber Optical Sensor) 是光纖和光通信技術(shù)迅速發(fā)展的產(chǎn)物。同時(shí)具有光纖及光學(xué)測量的特點(diǎn)。 ②高溫、高壓、強(qiáng)電磁干擾、腐蝕等惡劣環(huán)境 。 ④高靈敏度。 光纖傳感器 光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)光原理 光導(dǎo)纖維的主要參數(shù) 光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理 光纖傳感器的分類 光纖傳感器的特點(diǎn) 光纖傳感器的應(yīng)用 光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)光原理 纖芯由某種類型的玻璃或塑料制成。纖芯的折射率略大于包層的折射率。光纖的導(dǎo)光能力取決于纖芯和包層的光學(xué)性能 ,而纖芯的強(qiáng)度則由護(hù)套來維持。 100 ~200μm 包層 玻璃纖維 尼龍外層 涂敷層 纖芯 外層直徑 1mm 光的反射、折射 當(dāng)一束光線以一定的入射角 θ 1從介質(zhì) 1射到介質(zhì) 2的分界面上時(shí)，一部分能量反射回原介質(zhì)；另一部分能量則透過分界面，在另一介質(zhì)內(nèi)繼續(xù)傳播。對這個(gè)極限值時(shí)的入射角，定義為臨界角 θ c。 斯乃爾定理 （ Snell39。 當(dāng)光由光密物質(zhì) (折射率大 )入射至光疏物質(zhì)時(shí)發(fā)生折射，如圖 (a)，其折射角大于入射角，即 n1＞ n2時(shí)， θr＞ θi。＝ 1 當(dāng) θ r=90186。 出射光線沿界面?zhèn)鞑ト鐖D （ b） ， 稱為臨界狀態(tài) 。便發(fā)生全反射現(xiàn)象，如圖 (c) ，其出射光不再折射而全部反射回來。－ θ k KKki nnnnnn ???? 2010101 s i n1c os)90s i n(s i n ??????rri nnnnnnn ??? 22221021201 s i n1s i n1s i n ???????????? n0為入射光線 AB所在空間的折射率，一般為空氣，故 n０ ≈ 1， nl為纖芯折射率， n2為包層折射率。的臨界狀態(tài)時(shí)， θi=θi0 1. 數(shù)值孔徑（ NA） 1. 數(shù)值孔徑（ NA） 1. 反映纖芯接收光量的多少 ， 標(biāo)志光纖接收性能 。 一般希望光纖有大的數(shù)值孔徑 ,這有利于耦合效率的提高 。 典型的光纖θi≈10176。 光纖的另一種分類方法是按光纖的傳播模式來分，可分為 多模光纖和單模光纖 兩類。 2. 光纖類型 階躍折射率光纖 :圖 (a)表示階躍折射率光纖的折射率從纖芯中央到包層外側(cè)隨距離而變化的曲線。在纖芯 包層界面折射率突然從n1減小到 n2,而在整個(gè)包層中折射率保持恒定。 這種
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