光纤传感器课件_3

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1、2.9光纤(光导纤维)传感器光的全反射实验10/5/20211各种装饰性光导纤维10/5/20212发光二极管产生多种颜色的光线，通过光导纤维传导到东方明珠球体的表面。在计算机控制下，可产生动态图案。上海东方明珠10/5/20213光纤传感器外形10/5/20214光的反射、折射当一束光线以一定的入射角θ1从介质1射到介质2的分界面上时，一部分能量反射回原介质；另一部分能量则透过分界面，在另一介质内继续传播。10/5/20215光的全反射当减小入射角时，进入介质2的折射光与分界面的夹角将相应减小，将导致折射波只能在介质分界面上传播。对这个极限值时的入射角，定义为临界角θc。当入射角小于θc时

2、，入射光线将发生全反射。10/5/20216光在光纤中的全反射10/5/20217光纤的结构10/5/20218光缆的外形及光纤的拉制10/5/20219光纤的类型阶跃型：光纤纤芯的折射率分布各点均匀一致，称为多模光纤。10/5/202110梯度型：梯度型光纤的的折射率呈聚焦型，即在轴线上折射率最大，离开轴线则逐步降低，至纤芯区的边沿时，降低到与包层区一样。10/5/202111单孔型光纤单孔型光纤的纤芯直径较小（数微米）接近于被传输光波的波长，光以电磁场“模”的原理在纤芯中传导，能量损失很小，适宜于远距离传输。10/5/202112与光纤耦合的电光与光电转换器件实现电光转换的元件通常是发光

3、二极管或激光二极管。10/5/202113激光二极管的外形激光二极管芯片10/5/202114激光二极管的与发光二极管的带宽及效率的比较单模光纤必须采用能发射单一光谱的激光二极管，它在传导过程中的发散损耗较小，稳定性较高。10/5/202115光纤的损耗光纤在传输信号的过程中损耗应尽量小且稳定。在某些波长上，光纤的损耗非常小。可选择适当波长的电光转换元件与之匹配。10/5/202116专用的光纤连接头及光纤插座光纤与电光转换元件耦合时，两者的轴心必须严格对准并固定，可使用专用的连接头及光纤插座来完成。10/5/202117光纤传感器光纤传感器就是将光纤自身作为敏感元件（也称作测量臂），直接接

4、收外界的被测量。被测量可引起光纤的长度、折射率、直径等方面的变化，从而使得在光纤内传输的光被调制。若将光看成简谐振动的电磁波，则光可以被调制的参数有四个，即振幅（强度）、相位、波长和偏振方向。10/5/202118光纤液位传感器10/5/202119保护管内为高温光纤低温光纤光纤温度传感器10/5/202120光纤式光电开关反射型遮断型反射镜反射型10/5/202121光纤式光电开关应用标志孔电路板标志检测当光纤发出的光穿过标志孔时，若无反射，说明电路板方向放置正确。光纤耦合器传输光纤出射光纤10/5/202122光纤式光电开关应用遮断型光纤光电开关出射光纤接收光纤10/5/202123光纤

5、式光电开关应用采用遮断型光纤光电开关对IC芯片引脚进行检测10/5/202124光纤的其他应用军用光纤陀螺：将激光射入绕成线圈的光纤，当线圈的底座随运动物体旋转时，可以测得出射光的相位发生变化，它的灵敏度比机械陀螺高，无机械磨擦力。光纤内窥镜10/5/202125休息一下10/5/202126