光纖傳感技術(shù)ppt

1、光纖傳感技術(shù) 一 光導(dǎo)纖維基礎(chǔ)知識光纖的結(jié)構(gòu)：光纖由纖芯、包層及外套組成。光纖的種類：根據(jù)折射率的變化，光纖被分為階躍型和梯度型兩種。根據(jù)光纖的傳輸模式，把光纖分為多模光纖和單模光纖兩類。階躍型和梯度型為多模光纖。光纖的傳輸模式： 沿半徑傳播的光波只有能形成駐波的那些以特定角度射入光纖的光波才能在光纖內(nèi)傳播，這些光波就稱為模。通常，纖芯直徑較粗時，能傳播幾百個以上的模，稱為多模光纖。只能傳播一個模，稱為單模光纖。光纖的傳光原理 光纖的數(shù)值孔徑NA表示為, 式中，為光纖周圍媒質(zhì)的折射率。對于空氣，。 數(shù)值孔徑NA是光纖的一個基本參數(shù)，它決定了能被傳播的光束的半孔徑角的最大值，反映了光纖的集光能力

2、。 光纖的傳輸特性 （1）傳輸損耗：（2）色散：材料、波導(dǎo)、多模色散。 （3）容量：由于存在光纖色散現(xiàn)象，會使脈沖展寬，造成信號畸變，從而限制了光纖的信息容量和品質(zhì)。 （4）抗拉強(qiáng)度：光纖的彎曲性與光纖的抗拉強(qiáng)度的大小有關(guān)系。 （5）集光本領(lǐng)：光纖的集光本領(lǐng)與數(shù)值孔徑有密切的關(guān)系。 二 光纖傳感器的分類及構(gòu)成 光纖傳感器的構(gòu)成 光纖傳感器的基本組成除光纖以外，還有光源和光電元件。 光源：激光二極管（發(fā)射波段為）、發(fā)光二極管（）、白熾燈。 光電元件：常用如下4種光電元件作探測器，普通光電二極管、雪崩光電二極管、肖特基光電二極管、光電晶體管，有時也用電荷耦合器件、光電導(dǎo)體和光電倍增管等。 光纖傳感

3、器種類繁多，可以稱為萬能傳感器。目前可以證明可作為加速度、角加速度、速度、角速度、位移、角位移、壓力、彎曲、應(yīng)變、轉(zhuǎn)矩、溫度、電壓、電流 、液位、流量、流速、濃度、pH值、磁場、聲強(qiáng)、光強(qiáng)、射線等70多個物理量的傳感器。但是目前實(shí)際應(yīng)用的還很少，因此是一個發(fā)展?jié)摿O大的領(lǐng)域。光纖傳感器的分類（1）功能型光纖傳感器：這種類型主要使用單模光纖。光纖不僅起傳光作用，同時又是敏感元件，即光纖同時具有傳、感兩種功能。（2）非功能型光纖傳感器：光纖僅起傳光作用。三 長周期光纖光柵傳感器 的發(fā)展現(xiàn)狀 長周期光纖光柵是近幾年才出現(xiàn)的一種新型光纖無源器件，它在某些方面有比光纖布拉格光柵更好的光學(xué)特性，現(xiàn)已在光纖通信和光纖傳感等方面發(fā)揮越來越重要的作用。自從Hill等人于1978年首次研制出世界上第一只光纖光柵光纖布拉格光柵以來，無論是光纖的寫入方法、理論研究還是應(yīng)用都獲得了飛速發(fā)展。國內(nèi)外對長