新學(xué)習(xí)隊(duì)員實(shí)驗(yàn)箱說(shuō)明書(shū)傳感器

便于與計(jì)算機(jī)和光纖傳輸系統(tǒng)相連,易可用于高溫、高壓、強(qiáng)電磁干擾、腐纖芯包 護(hù)n1>n2時(shí)，θr＞θi。

θr=90＜90，，θr＞90，

全部反射回來(lái)。 n包層包層纖芯′NANA n2n2 (離散)的解。不同的允許存在的解代表許多離散的沿波導(dǎo)軸傳播的波。每一個(gè)允許傳播的波稱為模式。每個(gè)波具有不同的離散的振幅和速度。采用V值表述光在階躍V (n2V (n2n2 a (NA) 式中,a為纖芯半徑,λ0為入射光在真空中的波長(zhǎng)(真空中的光波長(zhǎng)近似等于光在空氣中的波長(zhǎng))。光纖V值越大,則光纖所能擁有的,即允許傳輸?shù)哪Ｊ?不同的離散波)數(shù)越多。當(dāng)V值低于2.404時(shí),只允許一個(gè)波或模式在光纖中傳輸。即圓柱波導(dǎo)的單模aa1 n 221220在光導(dǎo)纖維中傳播模式很多對(duì)信息傳輸是不利的。因?yàn)橥还庑盘?hào)采取很多模式傳播,就會(huì)使這一光信號(hào)分為不同時(shí)間到達(dá)接收端的多個(gè)小信號(hào),從而導(dǎo)致合成信號(hào)的畸變。在信息傳輸中一般希望模式數(shù)量越少越好。希望V小,纖芯直徑d=2a不能太大,一般為幾個(gè)微米,不能超過(guò)幾十微米。另外,n1與n2之差很小(例如,一般纖芯折射率n1可能是1.46,而包層折射率n2可能是αα10logL?。▽?dǎo)色散：由于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)不同，某一波

干涉（磁致伸縮SM、aSM、aSM、a功能型光纖傳感器：利用光纖本身感受被測(cè)量變化而改變傳輸光的特性，傳光型光纖傳感器：利用其他敏感元件感受被測(cè)量的變化，光纖僅作 利用外界因素改變光纖中光的強(qiáng)度，通過(guò)測(cè)量光強(qiáng)的變化來(lái)檢測(cè)外界物理量的圖9.4.1光纖微彎傳感器是利用光纖的微彎損耗來(lái)檢測(cè)外界物理量的變化。一根多模光纖從一對(duì)機(jī)械變形器中間通過(guò)，如圖9.4.1所示。當(dāng)變形器受到壓力作用時(shí)，光纖沿軸線產(chǎn)生周期性微彎曲。光纖的彎曲會(huì)引起光纖中的傳導(dǎo)模與輻射模之間產(chǎn)生耦合，從而使一部分導(dǎo)模泄漏到包層中去。通過(guò)檢測(cè)纖芯中的傳導(dǎo)光功率，就能測(cè)量出與之成一定關(guān)系的壓力的圖9.4.2反射式光纖位移傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖光纖束的光強(qiáng)度的變化來(lái)測(cè)量被測(cè)表面距離纖傳感器的靈敏度的主要因素之一。一般在光纖探頭的端部,發(fā)射光纖與接收光纖有以下四種分布:(a)隨機(jī)分布;(b)半球形對(duì)開(kāi)分 圖9.4.3示。在位移-輸出曲線的前坡區(qū),輸出信號(hào)的強(qiáng)度增加得非常快,這一區(qū)域可以用來(lái)進(jìn)行微米級(jí)的位移測(cè)量。在后坡區(qū),信號(hào)方成反比,可用于距離較遠(yuǎn)而靈敏度、線O圖9.4.4圖9.4.3.1這種傳感器是在前面介紹的光纖位移傳感器的探頭前面加上一個(gè)膜片構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)如圖9.4.3.1所示。光源發(fā)出的光經(jīng)發(fā)射光纖傳輸并投射到膜片的內(nèi)表面上,反射光由接 光源：采用半導(dǎo)體發(fā)光二極管，使其光右圖是吸收片透過(guò)率與光波波長(zhǎng)的關(guān)系，通過(guò)溫度升高時(shí)，吸收曲線向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)，相應(yīng)的，透射曲線向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)，意味著有更多

過(guò)率T 利用被測(cè)物理量引起傳利用折射率不同的介典型應(yīng)用：用于溫度報(bào)警系統(tǒng)的溫

圖9.5.1馬赫－澤德?tīng)柛缮鎯x的典型結(jié)構(gòu)如圖9.5.1所示，下方的分束器把激光器的輸出光束分成兩束。它們經(jīng)上、下光路的傳輸光器,這就避免了反饋光使激光器不穩(wěn)定 圖9.5.2法布里―珀羅干涉儀原理如圖9.5.2所示。它是由兩塊平行的部分透射平面鏡組成的。這兩塊平面鏡的反射率(反射系數(shù))通常是非常大的,一般大于或等于95%。假定反射率為95%,那么在任何情況下,激光器輸出光的95%將朝著激光器反射回來(lái),余下的5%的光將透圖9.5.3邁克爾遜干涉儀的基本原理如圖的平面鏡作分束器。分束器使激光器輸出的一部分光向上反射到固定平面鏡。反射回激光器。激光器輸出的另一部分圖9.5.4圖9.5.4為薩格奈克干涉儀的結(jié)構(gòu)。其中,A為光路系統(tǒng)圍成的面積,c為光速,ω通過(guò)檢測(cè)光的偏振態(tài)的變化來(lái)檢測(cè) 某些物質(zhì)在磁場(chǎng)作用下，線偏振光通過(guò)時(shí)其振動(dòng)面θV0HdL式中V—物質(zhì)的如下圖所示。并且，這種雙折射正比于所加電場(chǎng)的一次方在晶其中：n0—正常折射率；de—電光系數(shù)；U—加在晶體片上的電壓；λ—光波長(zhǎng)；L—晶體長(zhǎng)度；d—場(chǎng)方向晶體厚度。：?：?2π式中：K—P—L—光波通過(guò)材料的長(zhǎng)度。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(guò)的距離L時(shí)電矢量E旋轉(zhuǎn)角θ為：。如果這 I2 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(jiàn)，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)，s s (1v)f1sc232341678245——67、8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)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)1、反射法：