[經濟學]第十二章光導纖維傳感器-在線瀏覽
2025-04-11 00:30本頁面
【正文】 射或光路的遮斷等來構成壓力 、 振動 、 溫度 、 位移 、 氣體等各種強度調制型光纖傳感器 。 缺點 ：受光源強度波動和連接器損耗變化等影響較大 。 有利用光在磁場中媒質內傳播的法拉第效應做成的電流 、 磁場傳感器；利用光在電場中的壓電晶體內傳播的泡爾效應做成的電場 、 電壓傳感器；利用物質的光彈效應構成的壓力 、 振動或聲傳感器；以及利用光纖的雙折射性構成溫度 、 壓力 、 振動等傳感器 。 3） 頻率調制光纖傳感器 是一種利用單色光射到被測物體上反射回來的光的頻率發(fā)生變化 來進行監(jiān)測的傳感器。 4） 相位調制傳感器 其基本原理是利用被測對象對敏感元件的作用 ， 使敏感元件的折射率或傳播常數發(fā)生變化 ， 而導致光的相位變化 ， 使兩束單色光所產生的干涉條紋發(fā)生變化 ， 通過檢測干涉條紋的變化量來確定光的相位變化量 ， 從而得到被測對象的信息 。 這類傳感器的靈敏度很高 。 光的全反射實驗 光的反射、折射 當一束光線以一定的入射角 θ 1從介質 1射到介質 2的分界面上時，一部分能量反射回原介質；另一部分能量則透過分界面，在另一介質內繼續(xù)傳播。對這個極限值時的入射角，定義為臨界角 θ c。 一、均勻纖芯光纖傳光的光線理論 子午光線的傳播 220 m a x 1 2s i nn n n? ??光纖數值孔徑 NA: 斜光線的傳播 ?最大端面入射角 斜 ＞ 子午 ； max? max??斜光線在纖芯內呈螺旋狀全反射折線向前傳播； ?斜光線與 =0的光線時差很大，即斜光線的色散很大，所以斜光線的傳輸帶寬很窄； max?二、非均勻纖芯光纖傳光的光線理論 包層 非均勻纖芯光纖的折射率分布表示為： n(r)= n(0) sech(αr) 不同入射角的子午光線將同周期傳播，傳播波長為： Λ=2π/ α 且光纖內光線的傳播軌跡為正弦波，稱之為 自聚焦光纖 Λ 一、傳播模式的定義 光在光纖中傳播時電磁場的不同分布形式稱為 模式 。 則 β值為歸一化頻率 γ 的函數。截止時的 γ 值稱為該模式的截止頻率。 單模傳輸 :當 γ＜ ，光纖中傳輸的電磁波只 有一個 HE11模式，稱為 單模傳輸 ； 當 γ 值在 ~，特征方程有四個解， 既有四個模式在光纖中傳播，它們是： HE1 TE0 TM0 HE21 單模光纖 ： 能實現(xiàn)單模傳輸的光纖；條件為： γ＜ 單模光纖的直徑很小，一般為： 5~10μm； 多模光纖的直徑一般為： 50~150 μm； 一、強度調制型光纖傳感器 光源 光探測器 z 光源 光探測器 與光纖耦合的電光與光電轉換器件 實現(xiàn)電光轉換的元件通常是發(fā)光二極管或激光二極管。 機械應變引起光纖的機械尺寸變化； 某些物體內部存在應力時，會產生折射率在不同方向有不同變化的現(xiàn)象； 二、相位調制型光纖傳感器（干涉型） 相位變化 → 干涉光強變化 檢測靈敏度極高，一般可測＜ 10 6rad的相位變化 例： 1℃→ 100 rad的相位變化（ 1米光纖），測溫 分辨率可達 10 8 ℃ ； 常見相位調制方法： 機械應變及光彈性效應 反射鏡 1
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1