缠绕式光纤扭角传感的实验研究

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光纤陀螺光纤环圈的绕制方法及其张力分析

第二页，共14页。
• 用数学式子表示为： • Δφ= 4LR
c
• 其中L为绕在光纤环上的光纤的总长度，∧为真
空中的波长
• 根据上式，只要知道相移Δφ就能求出转动角速
度
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光纤环
• 光纤环是光纤陀螺重要的组成部分 • 要获得高精度的光纤陀螺，就必须绕制一个
高水平的光纤环
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光纤环的绕法
• 单级绕法 • 两级绕法 • 四级绕法（最主要）
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四级绕法
• 原因：光纤环采用四级对称绕法与其它绕法
相比有一个突出的优点，就是所有的外界干扰（如温度、声音、振动等影响）对称地发生于光纤中点的两边。由于该绕法的完全对称，可以使这些干扰相互抵消，从而减少这些干扰因素对测量结果的影响。
2006
• 【4】赵勇，刘军，张春熙。光纤陀螺传感线圈及绕法【J】。2002
• 【5】赵勇，刘军，张春熹。光纤环绕制的实现技术【J】。2006
• 蒋庆仙，陈晓璧，马小辉。光纤陀螺的信号检测方法比较【J】。2006
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谢谢！
第十四页，共14页。
光纤陀螺光纤环圈的绕制方法及其张力分析
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光纤陀螺基本原理
• 光纤陀螺( FOG)是一种利用萨格奈克(
Sagnac)效应测量旋转角速率的新型全固态惯性仪表，即当一环形光路在惯性空间绕垂直于光路平面的轴转动时,光路内相向传播的两列光波之间,将因光波的惯性运动而产生光程差,从而导致两束相干光波的干涉。该光程差对应的位相差与旋转角速率之间有一定的内在联系,通过对干涉光强信号的检测和解调 ,即可确定旋转角速率
成环后应力分布

实验室中的光纤传感技术与应用案例

实验室中的光纤传感技术与应用案例光纤传感技术是一种通过光纤传输信号来检测和测量物理量的高精度技术。

光纤传感器由光纤和传感器两部分组成，其中的光纤作为信号的传输介质，将被测量的物理量转换为光信号进行传输和检测。

在实验室中，光纤传感技术被广泛应用于各种领域，下面就分享几个实验室中的光纤传感技术与应用案例。

1. 光纤温度传感技术在许多科学研究中，温度是一个必须准确测量的重要物理量。

光纤温度传感技术通过在光纤中引入特殊材料或结构，利用温度对光纤折射率的影响来实现温度测量。

例如，实验室中可以将光纤与特殊材料包覆，当温度发生变化时，被测物体的热量会传导到光纤中，进而改变光纤的折射率，通过测量光纤的传输特性，就可以推断出被测物体的温度变化。

在化学反应、生物医学和环境监测等领域，光纤温度传感技术被广泛应用。

2. 光纤应变传感技术光纤应变传感技术是通过测量光纤的弯曲或拉伸程度来实现应变测量的技术。

在实验室中，可以将光纤固定在需要测量应变的物体表面或附近，当物体发生应变时，光纤也会产生相应的弯曲或拉伸，进而改变光纤的传播方式。

通过测量光纤光信号的变化，可以得到物体的应变情况。

光纤应变传感技术在材料力学测试、结构安全监测等领域中有着重要应用，能够实时准确地监测和分析物体的应变情况，并提供重要的数据支持。

3. 光纤压力传感技术光纤压力传感技术是一种利用光纤的形变特性来实现压力测量的方法。

在实验室中，可以将光纤嵌入到压力传感器中，当物体受到外部压力作用时，传感器中的光纤会发生形变，从而引起信号的变化。

通过测量光纤传感器中光信号的变化，可以推断出物体受到的压力变化。

光纤压力传感技术广泛应用于工业生产中的压力检测、地质勘探等领域，为实验室中的研究提供了有效的数据支持。

总结起来，实验室中的光纤传感技术包括温度传感、应变传感和压力传感等多个方面。

这些技术通过光纤作为传输介质，利用物理量对光信号的影响实现高精度的测量和监测。

在光纤传感技术的支持下，实验室研究人员可以更加方便、准确地获取被测物体的相关参数，从而推动科学研究和工程技术的进步。

光纤束传感器测量轴系扭转振动的研究

ｍａｈｎｅｙ．ｃｉｒ
Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｌｓｒｉｂｅ —ｐｔｃｂｎｄｅｓｎｏａｅ；ｆｒｏｉｕｌｅｓｒ；ｔｒｉｎｌｖｂａｉｎ；ａｕｌｒｖｌｃｔｏｓｏａｉｒｔｏｎｇａ点。假设其中相邻两点为ａ和ｂ两点对应的轴角，为０当轴系旋转时，计数器对频率为－的高速时钟脉冲厂进行计数。通过传感器感应轴上的标记点，在标记点掠过
（ｔｔＫｙＬｂｒｔｒｆｒｃｉｎＭｅｓｒｎｅｈｏｏｙ＆Ｉｓｒｍｅｔ，ＳａｅｅａｏａａｙｏｅｉｏａｕｉｇＴｃｎｌＰｓｇｎｔｕｎｓ
Ｔａｊｎｖｒｉ，ｉｎｉ００２Ｃｈｎ）ｉｎｉＵｉｅｓｙＴａｊ３０７，ｉａｎｔｎ
ｅｃｄｎｓｉｉｔｒｕｃｄ．Ｔｈｅｉｃｐｅ，ｓｓｅｎｏｉｇｄｉｋｓｎｏｄｅｐｒｎｉｌｙｔｍｓｒｃｕｅ，ｔｅｍｐｃｓｆａｌｎｇｉｅｎｔｕｔｒｈｉａｔｏｓｍｐｉｔｏｍｅｓｒｍｅｔｍａｕｅｎ
行模拟实验，验证了该测量系统具备高精度、安装方便、抗干扰能力强等优点，对于回转机械的扭振检测和
故障诊断具有很好的实用价值。
关键词：激光；光纤束传感器；扭振；角速度
中图分类号：Ｔ４Ｎ２７文献标识码：Ａ文章编号：１０－７７２１）１０１－３００９８（０１０－０００
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｏｓｏａ — ｘａｉｒｔｎｍｅｓｒｍｅｔｙｔｍｓｎｈｏｉａｉｎｏｂｒｏｔｕｄｅｓｎｏｎｔｒｉｎｌａｉｌｂａｉａｕｅｎｓｖｏｓｅｕｉｇｔｅｃｍｂｎｔｆｅ —ｐｉｂｎｌｅｓｒａｄｏｉｆｃ

高灵敏度光纤扭转传感器

高灵敏度光纤扭转传感器茶国智;郑晓虹【摘要】This paper presents a kind of sensor which makes use of microbend loss of optic fiber to detect torsion.Based on the research of torsion theory,the sensor structure has been designed,the detection mechanism has been described and related experiments have been carried out.Test results show that the sensor has a good linear response to torsion and its sensitivity can be adjusted by changing parameters of twisted and winded fiber.In the related fields of torsion test,the sensor will have certain application value.%该文提出了一种利用光纤微弯损耗对扭转进行检测的传感器.通过对扭转理论的深入研究,设计了传感结构,阐述了检测机制,并进行了相关的实验.测试结果表明,它对扭转参数具有良好的线性响应,而灵敏度随光纤的绞合绕制参数可调.在扭转检测的相关领域,所设计的这种传感器将具有一定的应用价值.【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2016(031)001【总页数】4页(P23-25,58)【关键词】传感器;扭转检测;光纤;微弯损耗【作者】茶国智;郑晓虹【作者单位】大理大学工程学院,大理671003;大理大学工程学院,大理671003【正文语种】中文【中图分类】TH86扭转参数是旋转动力机械中十分重要的参数，实时准确地检测出扭转参数对于其运行状况具有非常重要的意义。

光纤传感效应实验报告

一、实验目的1. 了解光纤传感的基本原理和传感效应；2. 掌握光纤传感器的制作和测试方法；3. 通过实验验证光纤传感器的性能，并分析其传感效应。

二、实验原理光纤传感器是一种利用光纤作为传感介质，将物理量（如压力、温度、位移等）转换为光信号进行测量的传感器。

其基本原理是：当光纤受到外界物理量的作用时，光纤的折射率、传播速度、光吸收等特性会发生变化，从而引起光信号的强度、相位、偏振等参数的变化。

本实验采用的光纤传感器是基于光干涉原理的。

当两束相干光在光纤中传播时，由于光纤的折射率变化，两束光的光程差发生变化，从而产生干涉现象。

通过测量干涉条纹的变化，可以实现对物理量的测量。

三、实验仪器与设备1. 光纤传感实验仪；2. 光纤光源；3. 光纤探测器；4. 光纤耦合器；5. 光纤连接器；6. 温度控制器；7. 数据采集系统；8. 计算机等。

四、实验步骤1. 搭建实验装置：将光纤传感实验仪、光纤光源、光纤探测器、光纤耦合器、光纤连接器等设备连接成实验装置。

2. 调节实验参数：调整温度控制器，设置不同的温度值，观察光纤传感器的响应。

3. 采集数据：利用数据采集系统采集不同温度下光纤传感器的输出信号。

4. 分析数据：将采集到的数据进行分析，绘制干涉条纹图，计算干涉条纹的变化量，进而得到光纤传感器的传感效应。

五、实验结果与分析1. 实验结果：实验过程中，观察到随着温度的升高，干涉条纹发生右移；随着温度的降低，干涉条纹发生左移。

通过数据分析，得到光纤传感器的传感效应与温度之间的关系。

2. 数据分析：根据实验数据，绘制干涉条纹图，计算干涉条纹的变化量。

通过分析干涉条纹的变化量，可以得出光纤传感器的传感效应与温度之间的关系。

六、实验结论1. 光纤传感器具有高灵敏度、抗干扰能力强、体积小等优点，是一种很有潜力的传感器。

2. 通过实验验证了光纤传感器的传感效应，为光纤传感器的应用提供了理论依据。

3. 实验结果表明，光纤传感器的传感效应与温度之间存在一定的关系，为光纤传感器的应用提供了指导。

光纤传感技术研究及其应用

光纤传感技术研究及其应用一、引言光纤传感技术是将光纤作为传感元件，利用光纤的光学传输、反射、衍射等特性，通过获得光信号的变化来确定环境的状态。

相对于传统的电子传感技术，光纤传感技术具有更高的灵敏度、更广阔的频率响应范围和更小的干扰。

二、基本原理1.光纤的基本结构和光学传输特性光纤的基本结构包括芯、包层和外护层。

光纤芯的直径一般在几个微米至十几微米不等，光线在芯内传递，光的强度随着传播距离的增加而减弱。

光线会与光纤芯和包层的边际界面发生反射和折射，当入射角大于全反射角时，光会彻底反射。

在外护层的保护下，光纤可以在非常长的距离内传递。

2.光纤传感技术的基本原理利用光纤的光学特性，光纤传感技术可以通过测量光纤中光信号的变化来获取所要监测的物理量的信息。

例如，当光纤传感器接触到温度、压力、振动等物理量时，会引起光纤中光的反射、衍射或漫反射，从而使光信号的强度、频率、相位、偏振方向等参数发生变化。

三、技术分类及相关研究1.光纤光谱传感技术光纤光谱传感技术是指利用光谱分析的方法，通过光纤将亮度变化转换为光谱变化，从而获得所要测量的物理量信息的一种技术。

例如，利用光纤光谱传感技术可以测量气体浓度、温度等物理量。

2.光纤点式传感技术光纤点式传感技术是指利用光纤的反射、散射等特性，在光纤的特定位置设置微小反射面或散射点，从而实现对物理量的精确测量的技术。

例如，利用光纤点式传感技术可以实现对振动、形变等物理量的测量。

3.光纤光弹传感技术光纤光弹传感技术是指利用光纤和光的受力变化之间的关系，通过光纤的光学传输变化获得物理量信息的技术。

例如，利用光纤光弹传感技术可以实现对压力、重量等物理量的测量。

4.光纤干涉传感技术光纤干涉传感技术是指利用光的干涉现象，通过光纤将干涉光信号传输到检测器上，获得所要测量物理量的信息的技术。

例如，利用光纤干涉传感技术可以实现对振动、形变等物理量的测量。

四、应用领域及展望1.工业应用光纤传感技术在工业领域中被广泛应用，例如温度、压力、应变、振动等物理量的实时测量。

光线环绕制过程中的关键技术研究论文正文

1 引言1976年美国犹他大学的V．Vali和R．W．Shonllill成功地制作出了第一个干涉型光纤陀螺(FoG)，至今，光纤陀螺已经发展了三十多年，而且发展相当迅速。

其基本原理是利用Sagnac效应来检测相对于惯性空间的旋转。

作为自主式导航的新一代产品，其从一问世就立刻受到了各国军方的高度重视，其主要关键技术一般都严格保密。

目前国外光纤陀螺研制已经进入实用化阶段，且精度不断在提高，目前0.01°／h的光纤陀螺已大量应用。

国内中低精度光纤陀螺仪已经开始了工程应用，但是高精度光纤陀螺仪还有许多关键技术需要克服，且仍然处于实验室研究阶段。

通过改变光纤长度和环圈直径，可以制成各种精度的光纤陀螺仪，以适应不同领域的需求。

光纤陀螺的灵活结构，使之能够广泛地应用于汽车导航、石油钻井、飞机的姿态控制、中短程导弹。

高精度光纤陀螺仪更是被期望能够替代造价昂贵的静电陀螺仪，使之在精密航天器、战略核潜艇具有不可替代的作用。

光纤陀螺仪从初期的理论分析研究已经进入到必须掌握核心技术突破关键技术瓶颈的阶段，对其开展研究具有重要的军事价值和社会经济效益。

1．1 光纤陀螺仪发展概况1.1.1 国外光纤陀螺仪发展国外光纤陀螺研制的正式起点是1976年美国犹他大学V．Vali和R．W．Shorthill 在应用光学杂志发表的题为光纤环形干涉仪的论文。

在1978年激光惯性旋转敏感器SPIE会议之前，几乎没有关于光纤陀螺的任何出版物。

在1978年的这次会议上发表的论文来看，涉及到光纤和波导，半导体激光器以及光纤陀螺系统。

1979-1980年问提出了在分光器附近用简单的相位调制器实现非可逆相位调制以检测Sagnae 相移的概念[1]。

大约从1984年开始，大量的研究工作集中在研制集成光学相位调制器上，1985年期间保偏耦合器得到实用，中低精度光纤陀螺仪开始实用化。

总的说来国外光纤陀螺仪研究主要分为三个阶段，第一阶段为七十年代中后期至八十年代早期，主要致力于光纤陀螺仪噪声机理，相关光学元器件的研制，以研究中低精度的光纤陀螺仪为主，光纤环圈采用单模光纤环，调制技术主要以模拟开环为主；第二阶段为八十年代中期至九十年代中期，开始大力发展数字闭环光纤陀螺仪，采用保偏光纤环，陀螺精度取得了明显提高，实验室精度达到0.01°／h，并开始工程化研究；第三阶段为九十年代中期至今，开始研制更高精度的光纤陀螺仪，最高精度已经达到0．000010／h，并结合导航系统的研制，在工程应用方面取得了突破性进展。

纤维缠绕论文：纤维缠绕含胶量的激光传感器测量系统研究与设计

纤维缠绕论文：纤维缠绕含胶量的激光传感器测量系统研究与设计【中文摘要】与其他成型工艺相比,缠绕成型的复合材料制品因具有强度高、耐腐蚀、重量轻等优良特性而在航空航天、建筑、汽车以及军工等各领域得到广泛应用。

将连续的纤维浸过树脂胶液或直接采用预浸料,通过张力控制,然后按照一定规律缠绕到芯模上,经固化、脱模等工艺,最终得到制品,这就是纤维缠绕技术的整个工艺流程。

根据工艺流程中树脂基体的物理化学状态不同,缠绕技术分为干法、湿法和半干法缠绕三种。

三种方法中,为了得到质量优良的制品,含胶量的测量都是急需解决的问题,但是由于缠绕加工过程的特殊性,含胶量难以在线测量,也就无法实时控制。

因此,急需一种快速、高精度、自动化程度高、能实现在线测量的测量系统。

激光传感器是目前应用很广的一种非接触测量仪器,它具有速度快、精度高、抗干扰能力强等优点。

利用激光传感器的测量技术在工业自动化生产和控制中都有着很重要的应用。

本文分析了当前国内外含胶量测量方面的研究情况,比较了各种含胶量测量方法的优缺点,确定本课题设计的基础为传统的非接触式激光三角法测量原理。

以干法预浸料制备中的含胶量测量为研究对象,通过计算得出了含胶量与浸胶后纤维截面面积的关系式,利用激光位移传感器获得浸胶后纤维预浸带的截面轮廓,经过处理...【英文摘要】Compared with products produced by othermolding technics, the glass-fiber composites products produced by filament-winding have features of high strength, good quality, corrosion resistance, light weight etc., so are widely used in aerospace, building, automobile and military industrial fields. Continuous fiber attached with glue, or prepreg directly, after tension control, is clung to mandrel according to certain rules, then through curing and demoulding, finally products are obtained, above is the whole ...【关键词】纤维缠绕含胶量测量激光传感器【英文关键词】Filament Winding Glue Ratio Measuring Laser Sensor【目录】纤维缠绕含胶量的激光传感器测量系统研究与设计中文摘要4-5Abstract5-6第1章绪论9-17 1.1 缠绕技术及激光传感器概况9-11 1.1.1 缠绕技术9-11 1.1.2 激光传感器及其应用11 1.2 研究现状11-14 1.3 课题来源、目的及意义14-15 1.3.1 课题来源14 1.3.2 研究目的14 1.3.3 研究意义14-15 1.4 论文的主要工作15-17第2章含胶量测量系统方案设计17-29 2.1 常用浸胶方式介绍17-19 2.2 测量原理分析19-25 2.2.1 β射线技术在线测量预浸料含胶量原理19-20 2.2.2 称重法测量纤维缠绕含胶量原理20-22 2.2.3 电容法测量纤维缠绕含胶量原理22-24 2.2.4 利用激光传感器测量纤维缠绕含胶量原理24-25 2.3 测量方案确定25-27 2.4 测量系统的实现27-28 2.5 本章小结28-29第3章测量系统硬件的实现29-39 3.1 系统硬件部分总方案29-30 3.2 激光传感器30-35 3.2.1 测量任务确定30 3.2.2 激光传感器选型30-34 3.2.3 激光传感器支架设计34-35 3.3 通信模块设计35-38 3.4 本章小结38-39第4章测量系统软件编程39-48 4.1 测量软件系统分析39-41 4.1.1 Visual Basic语言介绍39-40 4.1.2 软件功能分析40 4.1.3 含胶量测量系统操作界面设计40-41 4.2 测量系统软件功能设计41-47 4.2.1 CPU与控制器的通信42-44 4.2.2 测量程序44-46 4.2.3 结果输出46-47 4.3 本章小结47-48第5章测量系统测量特性分析48-57 5.1 系统分辨率分析48-51 5.1.1 数据研究48-51 5.1.2 数据分析结论51 5.2 系统测量误差分析51-53 5.2.1 系统测量误差因素分析51-52 5.2.2 系统测量误差补偿52-53 5.3 简单试验53-55 5.3.1 系统使用前调试和准备53-54 5.3.2 试验过程54-55 5.4 本章小结55-57第6章含胶量控制方案研究57-65 6.1 控制系统设计57-61 6.1.1 控制方案确定57-59 6.1.2 伺服电机59-60 6.1.3 执行系统设计60-61 6.2 含胶量测量控制系统的LabVIEW仿真61-64 6.2.1 虚拟仪器技术LabVIEW61-62 6.2.2 系统仿真62-64 6.3 本章小结64-65第7章总结与展望65-677.1 总结65-667.2 展望66-67参考文献67-70研究生期间发表的论文70-71致谢71。

光纤传感技术在物理实验中的应用案例解析

光纤传感技术在物理实验中的应用案例解析近年来，随着科技的不断进步和发展，光纤传感技术逐渐成为物理实验中常用的工具之一。

它的使用不仅极大地提高了实验的精确度和可靠性，而且还为实验设计师提供了更多的可能性。

本文将通过几个典型案例，来分析光纤传感技术在物理实验中的应用。

首先，光纤传感技术在加热实验中的应用十分明显。

以测量材料热传导性能为例，传统的方法通常需要直接接触待测材料，并通过热电偶或红外测温仪器进行测量。

然而，这种方法受到了热辐射的影响，往往无法准确反映材料本身的热传导性能。

而光纤传感技术则可以通过光纤的折射指数变化，来间接测量材料的温度变化，从而准确地得出热传导性能的数据。

这种非接触式的测量方法不仅提高了实验的准确性，还减小了对待测材料的干扰。

其次，光纤传感技术在力学实验中也有着广泛的应用。

常见的应用案例之一是应力分析。

传统的应力测量方法通常需要将传感器直接接触到待测物体表面，这不仅会造成待测物体的形变，而且还会影响测量结果的准确性。

而光纤传感技术可以通过光纤的拉伸或压缩来感知待测物体的变形情况，并将其转化为光纤的折射指数变化。

利用光纤传感技术测量的应力数据更加精确，同时也可以实现对物体应力分布的三维测量，这为力学实验设计师提供了更多的信息。

另外，光纤传感技术在流体实验中也具有广泛的应用。

常见的案例之一是流速测量。

传统的流速测量方法通常使用热线或热膜流速计，但是这种方法需要将传感器直接暴露在流体中，而且容易受到流体性质的限制。

而利用光纤传感技术，可以通过光纤内部的反射或散射来测量流体的流速，从而准确地得出流速数据。

与传统方法相比，光纤传感技术具有更高的精确度和可靠性，而且对流体性质的要求也较低。

此外，光纤传感技术还可以应用于光学实验中。

例如，在光学测量实验中，常常需要测量光线的强度分布和相位变化。

而光纤传感技术可以通过光纤的衍射或折射来对光线的强度和相位进行测量，从而实现对光学实验的精确控制。

一种新型光纤角度传感器的研究

一种新型光纤角度传感器的研究
伴随光纤通讯技术的成熟,光纤传感技术在近十几年得到突飞猛进的发展。

作为光纤传感器的一个重要组成部分,基于干涉技术的测量已经得到很大的关注,以光波波长为单位测量光程差,其测量精度之高是其他测量方法所无法比拟的。

本论文对比了市场上比较普及的角度传感器,进一步阐述了各种角度传感器的优缺点。

利用干涉滤波片对波的敏感性,设计了一种新型光纤角度传感器。

从光源传出的经过光纤传输,在受到某种外界因素的影响下,传播方向发生改变,利用光经过干涉滤波片后,光的中心波长发生变化的特性,根据一系列的实验和数据分析为基础,选择四个入射角度为假定的初始角度,通过分析计算,选定初始角度。

当被测量物体的入射角度在测量量程的范围内发生变化时,通过比较光谱干涉仪中显示中心波长的变化,就可以适时检测出入射光的角度,这是本课题研究的基本思想。

通过在模拟条件下的实验,检测了传感器的精度,同时也分析了外界因素对测量结果的影响。

本论文的主要工作包括:1.简要介绍国内外各种角度传感器的基本原理和使用范围及精度2.简要概述了光纤传感技术的基本原理及其分类3.阐述新型光纤角度传感的原理及其构架,分析干涉滤波片的特性,重点分析入射角和透射率之间的关系。

4.分析影响干涉滤波片中心波长变化的因素及其如何控制这些因素的影响,以将其影响将至最低化。

5.在模拟实验中,选择并设计合理的实验方案。

6.在实验中尽可能获得大量的数据,通过对这些数据的分析处理,选取一个合适的角度为初始角度,使角度传感器测量的精度较高,而且光波的耗损较小。

通过实验证明,这种的光纤角度传感器,同时能实行适时监测。

光纤传感实验报告

光纤传感实验报告光纤传感实验光纤特性的研究和应用是20世纪70年代末发展起来的一个新的领域。

光纤传感器件具有体积小、重量轻、抗电磁干扰强、防腐性好、灵敏度高等优点；用于测量压力、应变、微小折射率变化、微振动、微位移等诸多领域。

特别是光纤通信已经成为现代通信网的主要支柱。

光纤通信的发展极为迅速，新的理论和技术不断产生和发展。

因此，在大学物理实验课程中开设“光纤特性研究实验”已经成为培养现代高科技人才的必然趋势。

传感器是信息技术的三大技术之一。

随着信息技术进入新时期，传感技术也进入了新阶段。

“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点已被全世界所公认，因此，传感技术受到各国的重视，特别是倍受发达国家的重视，我国也将传感技术纳入国家重点发展项目。

光纤特性研究和应用是一门综合性的学科，理论性较强，知识面较广，可以激发学生对理论知识的学习兴趣，培养学生的实践动手和创新能力，光纤干涉系列实验教学的开设就显得非常重要了。

基于这个目的，我们对光纤干涉实验教学进行了初步探索，在此基础上，该实验还可以进行一些设计性及研究性实验。

一、实验目的1.学习光纤数值孔径的物理含义、光纤与光源耦合方法的原理；2.理解M—Z干涉的原理和用途；了解传感器原理；3.实测光纤压力传感器和温度传感器实验数据。

二、实验仪器激光器及电源，光纤夹具，光纤剥线钳，宝石刀，激光功率计，五位调整架，显微镜，光纤传感实验仪，CCD及显示器，等等三、实验原理1．光纤数值孔径、光纤的耦合方法（1）光纤数值孔径光纤数值孔径是描述光纤与光源、探测器和其他光学器件耦合时的特性，它的大小反映光纤收集光的能力。

数值孔径是光纤传光性质的结构参数之一，是表示光学纤维集光能力的一个参量。

光在光纤中的传播可以用全反射原理来说明。

图1 光纤剖面图光纤的基本结构如图1，它主要包括三层（工程上有时有四层或五层，图中是四层结构）：1.纤芯；2.包层；3.起保护作用的涂敷层；4.较厚的保护层。

光缆扭转实验机的开题报告

光缆扭转实验机的开题报告
一、背景和意义
随着信息技术的飞速发展，光通信逐渐成为了人们生活中不可或缺的一部分。

在光通信系统中，光缆连接着各个设备，承载着巨大的数据流量。

然而，在现实生活中，光缆的扭转问题经常会导致光信号丢失、干扰、抑制等问题，严重影响了光通信的效
率和稳定性。

因此，研究光缆扭转及其对光信号传输的影响，对于提高光通信系统的性能、稳定性和可靠性具有重要意义。

二、研究内容和方法
本研究将设计和制造一台光缆扭转实验机，用于模拟光缆扭转时对光信号传输的影响。

实验机主要包括以下部分：
1. 测试光源：产生一定频率、波长和光功率的光信号；
2. 光纤接口：将光源发出的光信号导入到光缆中；
3. 光缆对象：使用不同种类、不同长度、不同绳径的光缆，分别进行扭转实验；
4. 扭转平台：实现光缆的扭转，并控制扭转的角度和速度；
5. 接收光子器件：将光缆传输的信号转换为电信号，以便进行信号分析和处理。

通过对实验机进行实验，利用Oscilloscope，Fiber Characterization System和其他相关测试设备，对光缆扭转时对光信号传输的影响进行分析和研究。

三、研究意义和应用前景
通过本研究，可以更深入地了解光缆扭转对光信号传输的影响，包括对信号的损失、延迟、干扰等等。

这对于改善光通信系统的传输质量、减少故障率、提高稳定性
具有重要意义。

本实验机可广泛应用于学术研究、光通信系统设计和测试以及光纤制
造等领域，具有广阔的应用前景。