光纤传感技术及其应用_12次课ppt课件

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1、第四章光纤通信技术光纤通信是一种“光通信”，以激光为信息载体，以光纤为传输介质的通信方式。光纤通信系统的组成和分类主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。其中电端机(收、发部分)为常规的电子通信设备。光发送机的作用是将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤。光发送机一般由驱动电路、光源和调制器构成光纤的作用是为光信号的传送提供传送媒介(信道)，将光信号由一处送到另一处中继器分为电中继器和光中继器(光放大器)两种，其主要作用就是延长光信号的传输距离。光源：目前，在光纤通信系统获得应用的光源器件有两种，即发光二极管LED和激光二极管LD光接收机光检测器的功能：光信号的解（O/E）光

2、检测器的类型：PIN光电二极管、雪崩光电二极管（APD）光纤连接器的三种端面接触形式：平面型接触（FC,FlatContact）PC型接触（PC,PhysicalContact）APC型接触（APC,AnglePhysicalContact）连接器的品种、型号1.FC系列连接器FC型连接器是一种罗纹连接，外部零件采用金属材料制作的连接器。2.SC系列连接器即插拔式连接器，它的连接器方式是插拔耦合式.3.ST型连接器ST型连接器采用带键的卡口式锁紧机构。二.光耦合器---三通或多通耦合器的功能是把一个输入的光信号分配给多个输出，或把多个输入的光信号组合成一个输出。T形耦合器星形耦合器定向耦合器

3、波分复用器WDM/解复用器耦合器类型耦合器基本结构的分类光纤型微器件型波导型波导型耦合器将是耦合器的发展的主要方向三.光隔离器---二级管偏振器隔离器的工作原理法拉弟旋转器偏振器反射光阻塞入射光SOP四.光衰减器---电阻1.耦合型光衰减器。它是通过输入、输出光束对准偏差的控制来改变光耦合量的大小，从而达到改变衰减量的目的。如在光纤对光纤的准直结构中，通过控制两根光纤间的距离来得到不同的衰减。2.反射型光衰减器。它是在玻璃基片上镀简述薄膜作为衰减片。由膜层厚度的不同来改变反射量的大小，从而达到改变衰减量的目的。3.吸收型光衰减器。它是采用光学吸收材料制成衰减片，对光的作用主要是吸收和透射，其

4、反射量很小。因而光线可垂直入射到衰减片上，从而可简化结构和工艺，使器件体积和重量变得更小。这种器件具有长期的稳定性。五.光开关---开关光开关的种类1.机械式光开关机械式光开关是最传统的光开关。2.液晶光开关液晶光开关是在硅衬底材料上制作出偏振光束分支波导，再把每个分支波导交叉点刻蚀成有一定角度的槽，槽内装上折射匹配的液晶，液晶槽下面是电热器。3.热光效应光开关热光效应光开关是利用加热光波导，改变光波导的折射率，引起主波导与需要的分支波导间的光耦合，从而实现光开/关的器件。六光滤波器---滤波器光滤波器（多层介质薄膜谐振腔）光滤波器（MZI型）光滤波器（阵列波导光栅AWG）可调谐光滤波器腔1

5、腔3腔2反射介质λ1＋λ2λ1λ2C1C2输入波导输出波导阵列波导输入耦合器输出耦合器λ1λNλ1…λN第五章光纤传感技术及其应用光纤传感器(FOS)光纤传感器(FOSFiberOpticalSensor)是20世纪70年代中期发展起来的一种基于光导纤维的新型传感器。它是光纤和光通信技术迅速发展的产物，它与以电为基础的传感器有本质区别。光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质。因此，它同时具有光纤及光学测量的特点。光纤传感技术是伴随着光通信技术的发展而逐步形成的。光纤传感器可以这样定义：一种用来检测光在光纤中传播时，因光纤的全部或部分环节所在环境(物理量或化学量或生物量

6、等)的变化带来的光传输特性改变的装置。光纤传感器的发展与动态70年代末，美最先发表FOS文章1981年美召开光纤陀螺会议1981年英第一届国际FOS会议1984年西德第一届FOS会议1986年美第三届FOS会议1988年日本第四届FOS会议1989年美第五届FOS会议2000年意大利第十四届FOS会议光纤传感器的特点光纤传感器与传统的各类传感器相比有一系列独特的优点，如灵敏度高，抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好，防爆，光路有可挠曲性，便于与计算机联接，结构简单，体积小，重量轻，耗电少等。光纤传感器可测量位移、速度、加速度、液位、应变、压力、流量、振动、温度、电流、电压、磁场等物理量光纤传感器技

7、术是一门多学科性科学，它涉及知识面广泛，如纤维光学、光电技术、弹性力学、电磁学、电子技术和微型计算机应用等。光纤传感器的原理光纤的结构n1n2n2n1n2纤芯包层涂覆层护套开发某种目的新型光纤传惑器时，首先要掌握关于光纤本身的基础知识光纤传感器的原理光纤传光原理——全反射n1>n2入射角>θ法线n1n2θ光纤传感器的原理光纤传光与数值孔径n0200n2n1光纤的种类光纤按纤芯和包层材料性质非类，有玻璃光