光纖傳(chuan) 感技術是伴隨光導纖維及光纖通信技術的發展而迅速發展起來的一種以光為(wei) 載體(ti) 、光纖為(wei) 介質、傳(chuan) 感和傳(chuan) 輸外界信號(被測量)
的新型傳(chuan) 感技術。光纖傳(chuan) 感器始於(yu) 1977年,經過了幾十年的研究,光纖傳(chuan) 感取得了積極的進展,目前處於(yu) 研究和国产成人在线观看免费网站並存的階段。它
對軍(jun) 事、航天航空技術和生命科學等的發展起著重要的作用。隨著新興(xing) 學科的交叉滲透,它將會(hui) 出現更廣闊的国产成人在线观看免费网站前景。
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摘要:光纖傳(chuan) 感技術是伴隨光導纖維及光纖通信技術的發展而迅速發展起來的一種以光為(wei) 載體(ti) 、光纖為(wei) 介質、傳(chuan) 感和傳(chuan) 輸外界信號(被
測量)的新型傳(chuan) 感技術。光纖傳(chuan) 感器始於(yu) 1977年,經過了幾十年的研究,光纖傳(chuan) 感取得了積極的進展,目前處於(yu) 研究和国产成人在线观看免费网站並存的階
段。它對軍(jun) 事、航天航空技術和生命科學等的發展起著重要的作用。隨著新興(xing) 學科的交叉滲透,它將會(hui) 出現更廣闊的国产成人在线观看免费网站前景。
一、光纖傳(chuan) 感器基本工作原理
國家標準GB 7665——1987對傳(chuan) 感器(Transducer/Sensor)的定義(yi) 是:能感受規定的被測量並按照一定規律轉換成可用輸出信號的器
件或裝置。光纖傳(chuan) 感器(Optical Fiber Sensor,OFS)的基本工作原理如下圖,將來自光源的光經過光纖送入調製器,使被測量與(yu) 輸
入調製器的光相互作用,導致光的某些特性(如強度、波長、頻率、相位、偏振態等)發生變化,成為(wei) 調製光,在經過光纖送入光探測
器,經解調器解調後獲得被測量。
圖1.光纖傳(chuan) 感器的基本工作原理
光纖傳(chuan) 感包含對被探測量的感知和傳(chuan) 輸兩(liang) 種功能。所謂感知(或敏感),是指被測量按照其變化規律使光纖中傳(chuan) 輸的光波特征參量,如
強度(振幅)、波長、頻率、相位和偏振態等發生變化,測量光參量的變化即可“感知”被測量的變化。這種“感知”實質上是被測量對光
纖中傳(chuan) 播的光波實施調製。所謂傳(chuan) 輸,是指光纖將受被測量調製的光波傳(chuan) 輸到探測器進行檢測。將被測量從(cong) 光波中提取出來並按需求進
行數據處理,也就是解調。因此,光纖傳(chuan) 感技術包括調製與(yu) 解調兩(liang) 方麵的技術,即被測量如何調製光纖中的光波參量的調製技術(或加
載技術)及如何從(cong) 已被調製的光波中提取被測量的解調技術(或檢測技術)。
二、光纖傳(chuan) 感對光纖的要求
由於(yu) 光纖傳(chuan) 感器種類繁多,性能各異,對所用光纖提出了各種各樣的要求,因此與(yu) 光纖通信相比,光纖傳(chuan) 感器係統中用到的光纖種
類多,且複雜。
一般在非功能型光強度調製光纖傳(chuan) 感器中,由於(yu) 光纖隻起傳(chuan) 輸光波的作用,同時光纖傳(chuan) 感器所需光纖長度較短,對色散和損耗特性要求
不高,所以采用通用的單模光纖或多模光纖就能滿足要求。有時,為(wei) 了提高傳(chuan) 感器的靈敏度,而增大光纖傳(chuan) 輸的光功率,可采用大芯徑
或大數值孔徑光纖,甚至采用光纖傳(chuan) 光束或者塑料光纖,以提高與(yu) 光源的耦合效率。在相位調製型光纖傳(chuan) 感器中,為(wei) 了獲得測試光信號
與(yu) 參考光信號間高的相幹度,而采用保偏光纖,使測試光纖與(yu) 參考光纖輸出光信號的振動方向一致。而在偏振調製型光纖傳(chuan) 感器中,要
求光信號的偏振態能敏感外界被測量的變化,則必須使光纖的線雙折射盡量低,如低雙折射液芯光纖。在分布式光纖傳(chuan) 感器中,為(wei) 了測
量不同點的參量,可采用摻雜(如某些稀土元素或過渡金屬離子)光纖或光柵光纖等。
圖2.光纖傳(chuan) 感器的內(nei) 信號的變化情況
結語:根據光纖傳(chuan) 感的工作原理可知,光纖傳(chuan) 感器係統主要由光源、光纖、調製器(傳(chuan) 感頭)、光探測器和信號調理電路等部分構
成。光纖傳(chuan) 感器研究的主要內(nei) 容是如何實現對被測量的調製與(yu) 解調,但設計光纖傳(chuan) 感器係統時必須了解光源、光探測器以及傳(chuan) 感器用光
纖的相關(guan) 知識,實現對光纖傳(chuan) 感器用光源、光探測器及光纖的基本知識,實現對光纖傳(chuan) 感器用光源、光探測器及光纖的基本特性。
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