§44光纤传感器 §4.4光纤传感器 4.4.1元件型光纤传感器 §4.4.2传输型光纤传感器 目录节卡参来 第四辛。光电信息技术
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第四章 光电信息技术 §4.4 光纤传感器 1 §4.4 光纤传感器 §4.4.1元件型光纤传感器 §4.4.2传输型光纤传感器
§44元件型光红传感器 844,元件型光红传感器 微弯损耗光纡传感器 基于微弯损耗机理的强度调制型传感器的结构如 图441-1所示。由光纤中光功率的数值可得到诸如压 力、位移等被测量的大小。 多模光纤 变形器 光输入 光输出 图4411微弯损耗光纤传感器原理 目录节卡参来 第四辛。光电信息技术
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第四章 光电信息技术 § 2 4.4.1元件型光纤传感器 §4.4.1 元件型光纤传感器 一、微弯损耗光纤传感器 基于微弯损耗机理的强度调制型传感器的结构如 图4.4.1-1所示 。由光纤中光功率的数值可得到诸如压 力、位移等被测量的大小。 图4.4.1-1 微弯损耗光纤传感器原理 光输入 光输出 变形器 多模光纤 L Λ
§44元件型光红传感器 设光纤的微弯变形函数为正弦型 f(z)=D()sin qz 4.4.1-1 式中D(t)—外界信号导致的弯曲幅度; q—空间频率; 变形点到光纤入射端的距离 设光纤微弯变形函数的微弯周期为,则有三 A=2丌/ q 根据光纤模式理论,可得到微弯损耗系数α 的近似表达式:三 a=KD(tL sn[q-△B)L/2 4.4.1-2 4 (q-△B)L/2 目录节卡参来 第四辛。光电信息技术
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第四章 光电信息技术 3 设光纤的微弯变形函数为正弦型 4.4.1-1 根据光纤模式理论，可得到微弯损耗系数 式中D(t) ——外界信号导致的弯曲幅度； q ——空间频率； z ——变形点到光纤入射端的距离； 设光纤微弯变形函数的微弯周期为，则有 的近似表达式: f (z) = D(t)sin qz = 2 / q 2 2 ( ) / 2 sin ( ) / 2 ( ) 4 1 q L q L KD t L − − = 4.4.1-2 §4.4.1元件型光纤传感器
§44元件型光红传感器 式中三K比例系数; L光纤中产生微弯变形的长度; 三A光纤中光波传播常数差; 式4.4.1-2表明,a与光纤弯曲幅度D(t的平方成正比, 弯曲幅度越大,模式耦合越严重,损耗就越高。a还与光 纤弯曲变形的长度成正比,作用长度越长,损耗也越大 a与光纤微弯周期有关,当=△时产生谐振,微弯损 耗最大。因此,从获得最高灵敏度的角度考虑,需要选择 合适的微弯周期 目录节卡参来 第四辛。光电信息技术
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第四章 光电信息技术 4 式中 ——比例系数； ——光纤中光波传播常数差； ——光纤中产生微弯变形的长度； 式4.4.1-2表明，a与光纤弯曲幅度D(t)的平方成正比， 弯曲幅度越大，模式耦合越严重，损耗就越高。a还与光 纤弯曲变形的长度成正比，作用长度越长，损耗也越大。 a与光纤微弯周期有关，当 时产生谐振，微弯损 耗最大。因此，从获得最高灵敏度的角度考虑，需要选择 合适的微弯周期。 K L q = §4.4.1元件型光纤传感器
§44元件型光红传感器 千涉式光纤传感器 光波通过长度为的光纤,其相位延迟为 女= 4.4.1-3 对式441-3微分得: aB,aB △=△(B)=N+1△m+ 4.4.1-4 式中第一项表示光纤长度变化引起的相位差(应 变效应或热胀效应),第二项为光纤折射率变化引起 的相位差(光弹效应或热光效应),第三项为光纤芯 径变化引起的相位差(泊松效应) 目录节卡参来 第四辛。光电信息技术
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第四章 光电信息技术 5 二、干涉式光纤传感器 光波通过长度为的光纤，其相位延迟为 4.4.1-3 对式4.4.1-3微分得： 4.4.1-4 式中第一项表示光纤长度变化引起的相位差（应 变效应或热胀效应），第二项为光纤折射率变化引起 的相位差（光弹效应或热光效应），第三项为光纤芯 径变化引起的相位差（泊松效应）。 = l a a n l n l l l + = = + ( ) §4.4.1元件型光纤传感器