光纤干涉测试技术 - 360文档中心

光纤马赫-曾德干涉试验

马赫-曾德光纤干涉实验光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一种新型传感器,它是光纤和光通讯技术迅速发展的产物。

光纤马赫-曾德干涉仪(MZI)是一种功能型光纤传感器,它在光纤技术中常用作相位、频率等的调制解调器。

一、实验目的1．学习光纤马赫-曾德（Mach-Zenhder ）干涉原理2．掌握利用马赫-泽德光纤干涉仪对压力和温度的测量。

二、实验器材OFKM-Ⅳ型多功能全光纤干涉仪，He-Ne 激光器三、实验原理1．光纤传感器基本工作原理光纤马赫-曾德（Mach-Zenhder ）干涉仪结构与原理如图 1所示。

光源发出的光经过耦合器（DC1），将光束一分为二，光纤一臂为信号臂，另一臂为参考臂。

经过耦合器 DC2 进行干涉，干涉光照到探测器上，光强表达式分别为)(cos 1t B A I Φ+= （1） )(cos 2t B A I Φ-= （2）在通过对干涉信号相位的获得来推知作用在信号臂上的外界物理量的变化。

2．马赫-曾德光纤温度传感器工作原理激光束从激光器发出后经分束器分别送入长度基本相同的两条光纤, 而后将两根光纤输出端汇合在一起,产生干涉光, 从而出现了干涉条纹。

当一条光纤臂温度相对另一条光纤臂的温度发生变化时, 两条光纤中传输光的相位差发生变化, 从而引起干涉条纹的移动。

干涉条纹的数量能反映出被测温度的变化。

光探测器接收到干涉条纹的变化信息, 并输入到适当的数据处理系统, 最后得到测量结果。

长度为 L 的光纤中传播光波的相位ΦnL k 00+Φ=Φ （3）其中0Φ 为光进入光纤前的初始相位， 0k （00/2λπ=k ，0λ为真空中波长）为传播常数, n 为光纤的折射率;L 为光纤的长度。

图1 光纤Mach-Zenhder 干涉仪原理图λπ=λπδ=∆ΦSP22λπ+=SP K I I I 2cos 00设光纤1L 温度不变，光纤2L 温度该变T ∆,则折射率n 的改变量为n ∆ ，光纤2L 长度改变量为2L ∆。

光纤马赫曾德尔干涉仪系统的理论与应用分析

光纤检测技术如果采用光干涉技术则其检测的
坏闽值高；不必与被测物体接触；电子设备与传感器可以问隔很远，纤传感器还能形成传感网络等优光点光纤检测技术的核心部分是光纤传感器，光纤干涉仪是基于光干涉技术用于检测的光纤传感器系统，其测量精度比普通光纤传感器的４量精度更高，
ＺＨＡＮＧｅＳｎ
（ｐｒｍｅｔｆｈｔｌｔｎＴｃｎｌｙＤｅａｔｎＰｏｏｅｒｅｏｏ，ＷｕａｎｔｕｅｆＴｅｎｌｙ，Ｗｕａ３０４ｈｎ）ｏｅｃｏｈｇｈｎＩｓｔｔｏｅｈｏｇｉｏｈｎ４０７，Ｃｉａ
维普资讯
第２第６２卷期
２００７年１２月
光电技术应用
ＥＬＥＣＴＲＯ～（Ｐｒ１ＴＨＮＯＬＯＧＹＡＰＬＩＡＴ（￣）ＣＥＣＰＣＩ２
ＶＯ２．１２Ｎｏ．６Ｄｅｅｈｚｏ７ｃｍｅ：２ｏ
ｃｔｏａｉｎ
光纤传感技术是２０世纪７０年代末新兴的一项
技术，与传统传感器相比，纤传感器具有以下特光
点：带宽；频不受电磁干扰；敏度高；积很小；灵体损
１光纤ＭａｈＺｈｄｒｃ－ｅｎｅ干涉仪系统结构
ｏｅｅｙｔｍｓｇｖｎ．ｍｔｒｓｓｅｉｉｅ
ＫｅｒｓｏｔａｉｅｏａｉａｉｎｃｎｒｌｒｐｉａｆｅＺｔｒｅｏｔｒｉｔｒｅｏｔｉｒｃｐｅｐｌｙｗｏｄ：ｐｉｌｂｒｐｌｒｚｔｏｔｏｌ；ｏｔｃｌｉｒＭｃｆｏｅｂｉｅｆｒｍｅｅ；ｎｅｆｒｍｅｒｐｉｉｌ；ａｐｉｎｃｎｏｐｉｌｆｅｃｓａｔＴｅｃｎｉｒｔｆｔａｉｒＭａｈ—Ｚｈｄｒ（）ｉｔｆｒｍｅｅｙｔｉｉｔｄｃｄｈｒｇｏｏｃｂｅｎｅＭＺｎｅｅｏｔｓｓｍｓｎｒｕｅＴｅｒｒｅｏ

光纤马赫-曾德干涉

马赫-曾德光纤干涉实验光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一种新型传感器,它是光纤和光通讯技术迅速发展的产物。

光纤马赫-曾德干涉仪(MZI)是一种功能型光纤传感器,它在光纤技术中常用作相位、频率等的调制解调器。

一、实验目的1．学习光纤马赫-曾德（Mach-Zenhder ）干涉原理2．掌握利用马赫-泽德光纤干涉仪对压力和温度的测量。

二、实验器材OFKM-Ⅳ型多功能全光纤干涉仪，He-Ne 激光器三、实验原理1．光纤传感器基本工作原理光纤马赫-曾德（Mach-Zenhder ）干涉仪结构与原理如图 1所示。

光源发出的光经过耦合器（DC1），将光束一分为二，光纤一臂为信号臂，另一臂为参考臂。

经过耦合器 DC2 进行干涉，干涉光照到探测器上，光强表达式分别为)(cos 1t B A I Φ+= （1） )(cos 2t B A I Φ-= （2）在通过对干涉信号相位的获得来推知作用在信号臂上的外界物理量的变化。

2．马赫-曾德光纤温度传感器工作原理激光束从激光器发出后经分束器分别送入长度基本相同的两条光纤, 而后将两根光纤输出端汇合在一起,产生干涉光, 从而出现了干涉条纹。

当一条光纤臂温度相对另一条光纤臂的温度发生变化时, 两条光纤中传输光的相位差发生变化, 从而引起干涉条纹的移动。

干涉条纹的数量能反映出被测温度的变化。

光探测器接收到干涉条纹的变化信息, 并输入到适当的数据处理系统, 最后得到测量结果。

长度为 L 的光纤中传播光波的相位ΦnL k 00+Φ=Φ （3）其中0Φ 为光进入光纤前的初始相位， 0k （00/2λπ=k ，0λ为真空中波长）为传播常数, n 为光纤的折射率;L 为光纤的长度。

图1 光纤Mach-Zenhder 干涉仪原理图λπ=λπδ=∆ΦSP22λπ+=SP K I I I 2cos 00设光纤1L 温度不变，光纤2L 温度该变T ∆,则折射率n 的改变量为n ∆ ，光纤2L 长度改变量为2L ∆。

光纤 FP 干涉仪的调制原理和算法研究

参考文献：［1 ］［2 ］［3 ］［4 ］［5 ］杨石泉 , 蒙红云 , 董新永 . 一种简单的光纤光栅电调谐方法［J ］. 光子学报，2002 （7 ）. 周智 , 武湛君 , 田石柱 . 光纤布喇格光栅温度传感特性的研究［J ］. 压电与声光，2002 （6 ）. “Multiple strain state measurements using conventional and absolute
2π · · n （ε ，T ） d （ε ，T ）姨姨 λ
从上式可以看出，输出光强为一余弦曲线，当外部温度、应力变化时，FP 腔内介质折射率和 FP 腔长也会随之变化，从而改变了光强，因此通过测量光强的变化值就可以得到外部温度、应力变化的大小。这就是强度调制法的原理。但是正如上式所描述的一样，输出光强实际上为非线性的，因此，使光强落在斜率最大的一点（Q 点）就变得很重要。首先是要控制初始 FP 腔长，对于 IFPI 和 ILFE ，只能通过在显微镜下控制特定的截断腔长，而做到比较困难，这正是 IFPI 和
图1
FPI 的结构
1
光纤 FP干涉仪的系统工作原理
如图 1 所示，光纤 FP 干涉仪主要结构就是在光纤内的传
图2
FP 腔
2
理论分析
由于外部干扰主要是温度和应力，所以需要两个 FP 腔。
感区域制造出的 FP 腔。低相干光源（超亮发光二极管或超短光脉冲）发出的低相干光经过光隔离器后耦合入光纤后到达传感部分，光隔离器用于在 IFPI 中防止反射回来的干涉光影响光源的稳定性。 FP 传感部分如图 2 所示，在腔内多次反射后形成干涉光。当外部干扰（如应力、温度等）作用于传感区域时，使尽管 FP 腔根据制作方法的不同，可分为本征型［IFPI ］、外部型［EFPI ］和在线型［ILFE ］3 种，但从原理上讲，它们都是多光束干涉的特例 , 所以我们就以多光束干涉为基础进行研究。假设：

光学FMCW干涉量干涉技术

1。研究背景介绍
光的干涉在测量学中起着重要的作用。到现在为止，我们已经很清楚单频光波干涉和光波与两个不同的频率光波的干涉，然而，我们对频率连续调制光波的干涉所知甚少（即频率调频连续波（FMCW）干扰）。调频连续光波干涉的研究开始于20世纪80年代初期。在过去的二十多年里，一些光调频连续波干涉系统已被证明。特别是，在过去的几年里，无论是在理论上和应用中的一些重要光调频连续波干扰已取得的成就。在这一专著的出版，光调频连续波干扰已成为光学科学的一个新的分支。在本文中，我将介绍光调频连续波干涉的理论。
1。研究背景介绍
光的调频连续波干涉，其工作原理与雷达是相同的，但它有以下区别：（1）光调频连续波干涉仪通常测量稳定或准稳定的目标，用的是差频信号的相位差来获取目标信息。（2）光调频连续波干涉比调频连续波雷达更多样化。不只是简单的发送和接收，而且光调频连续波干涉可以实现各种功能的干涉仪。（3）光调频连续波干涉非常适合构建光纤干涉仪、干涉型光纤传感器。（4）光纤调频连续波干涉仪的一个重要的优势是，它们可以组合成光纤FMCW干涉网络以实现复用光纤干涉仪。
谢谢！
调频连续光波干涉仪
3.调频连续光波干涉仪
干涉仪的仪器或设备由两个或两个以上来自同一光源的光，沿着不同的路径组合产生干涉信号。以下介绍几种调频连续光波干涉仪的测量系统：
3.调频连续光波干涉仪
麦克尔逊调频连续干涉仪原理图：
优势
4.优势
调频连续光波干涉仪与传统光的外差干涉仪相比的优势：（1）它无需传统外差干涉仪中的移频器件结构小巧、简单、灵活，可以应用于各种结构的光纤干涉仪中，用来测量位移、速度、压力温度、旋转等多种物理量。（2）相比于输出静态信号的传统干涉仪，光学调频连续波干涉仪的输出信号为动态拍信号，容易检测且检测精度高。

光的干涉和衍射的应用干涉仪和光纤通信的原理

光的干涉和衍射的应用干涉仪和光纤通信的原理光的干涉和衍射的应用——干涉仪和光纤通信的原理光的干涉和衍射是光学中的重要现象，具有广泛的应用。

本文将介绍干涉仪和光纤通信的原理，并探讨它们在现代科技中的应用。

一、干涉仪的原理和应用干涉仪利用光的干涉现象，通过光程差的调节来形成干涉条纹。

常见的干涉仪有迈克尔逊干涉仪和杨氏双缝干涉仪。

迈克尔逊干涉仪由光源、分束器、反射镜和接收器组成。

光源发出的光被分束器分成两束，分别经过两个路径与反射镜发生反射后再次汇聚到接收器上。

在反射镜上产生的光程差会影响到干涉条纹的形成和位置。

迈克尔逊干涉仪可以用于测量长度、折射率、介电常数等物理量。

杨氏双缝干涉仪由一条狭缝和两个相距一定距离的细缝组成。

光通过狭缝时发生衍射，形成衍射光的干涉。

干涉条纹的间距和位置与光的波长和双缝间距有关。

杨氏双缝干涉仪广泛应用于物质表面的形貌测量、精密加工等领域。

二、光纤通信的原理和应用光纤通信是一种利用光信号传输数据的通信技术。

它基于光的衍射和干涉现象以及光纤的传输特性。

光纤通信的原理是利用光在光纤中的传输特性。

光信号经过编码后由光源发出，并经过调制器调制成特定的光信号。

这些信号经过传输光纤时发生衍射和干涉，最后到达接收器。

接收器将光信号解码并转化为电信号，再经过传输介质传输至目标终端。

光纤通信具有多种应用。

首先，它具有高带宽和低损耗的特性，使得大容量的信息可以通过光纤进行高速传输。

其次，光纤通信可以实现远距离传输和长时间稳定性，广泛应用于长途通信、海底通信等领域。

此外，光纤通信还可以用于数据中心、电视传输、医疗设备等领域，为人们提供了高速、稳定的信息传输方式。

总结起来，光的干涉和衍射现象在干涉仪和光纤通信中得到了应用。

干涉仪通过光的干涉现象实现对物理量的测量；而光纤通信则利用光的衍射和干涉现象以及光纤的传输特性实现高速、稳定的信息传输。

这两个领域的技术应用为现代科技的发展做出了重要贡献，并在各个领域都有着广泛的应用前景。

光纤测试的步骤

对光纤参数的测试方法参照国标中相关的试验方法进行，下面列举出一些光纤基本参数的测试方法。

光纤的特性参数中，几何特性参数对光纤的包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试方法做出相关说明；光学特性参数对模场直径、单模光纤的截止波长、成缆单模光纤的截止波长的测试方法做出相关说明；传输特性参数对光纤的衰减、波长色散的测试方法做出相关说明。

2.1、光纤几何特性参数测试光纤的折射率分布、包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试方法。

测量包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试方法是折射近场法、横向干涉法和近场光分布法（横截面几何尺寸测定）。

光纤的折射率分布、包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试方法有三种。

●折射近场法折射近场法是多模光纤和单模光纤折射率分布测定的基准试验方法（RTM），也是多模光纤尺寸参数测定的基准试验方法和单模光纤尺寸参数测定的替代试验方法（ATM）。

折射近场测量是一种直接和精确的测量。

它能直接测量光纤（纤芯和包层）横截面折射率变化，具有高分辨率，经定标可给出折射率绝对值。

由折射率剖面图可确定多模光纤和单模光纤的几何参数及多模光纤的最大理论数值孔径。

●横向干涉法横向干涉法是折射率剖面和尺寸参数测定的替代试验方法（ATM）。

横向干涉法采用干涉显微镜，在垂直于光纤试样轴线方向上照明试样，产生干涉条纹，通过视频检测和计算机处理获取折射率剖面。

●近场光分布法这种方法是多模光纤几何尺寸测定的替代试验方法（ATM）和单模光纤几何尺寸（除模场直径）测定的基准试验方法（RTM）。

通过对被测光纤输出端面上近场光分布进行分析，确定光纤横截面几何尺寸参数。

可以采用灰度法和近场扫描法。

灰度法用视频系统实现两维（x-y）近场扫描，近场扫描法只进行一维近场扫描。

由于纤芯不圆度的影响，近场扫描法与灰度法得出的纤芯直径可能有差别。

纤芯不圆度可以通过多轴扫描来确定。

一般商用仪表折射率分布的测试方法是折射近场法。

光纤干涉

示。
S
4RLN 0c
图8 光纤陀螺实现原理图
光纤陀螺基本原理及特点
主要信号处理技术：
宽带光源
ASE
Y波导耦合器光纤环
A.偏置调制：提高信号检测灵敏度。
光电检测器
B.闭环控制：
降低光电检测工作范围，提高检测精
干涉光强信号
A/ D
逻辑电路
D/ A
转速信号
度。
图9 数字闭环Iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱFOG结构示意图
1.加速光纤传感器的实用化进程，提高其竞争力。其中以加快研究高性能光纤传感器（如光纤陀螺、光纤声纳系统等）、促成实用化尤为重要。 2.大力开展光纤传感器的集成化研究。采用光电集成，将全部光电元件及信号处理系统集成在一块芯片上，或将光纤激光器、光纤调制器、光纤偏振器及特种光纤等光纤型器件一体化。
基于光纤干涉的传感
三种最基本的干涉：
1、萨格纳克（Sagnac）干涉
基本原理：将同一光源发出的一束光分解为两束，让它们在同一个环路内沿相反方向循行一周后会合，然后在屏幕上产生干涉，当在环路平面内有旋转角速度时，屏幕上的干涉条纹将会发生移动，这就是萨格纳克效应。萨格纳克效应中条纹移动数与干涉仪的角速度和环路所围面积之积成正比。
Sagnac效应
传输时间差
t tCCW tCW
传输光程差
4R2 c2
M CCW CCCW
M l
M ’
L t c
传输相位差
4R c
2

S
4 RL 0c
(a)
(b)
如何检测相位差？利用光的干涉：振动频率相同，方向相同，相位差恒定。
I I0 (1 coss )

光纤F-P干涉仪原理分析

光纤F-P干涉仪原理分析1 光纤法珀干涉传感器的分类 (1)1.1 本征型光纤法珀干涉传感器 (2)1.2 非本征型光纤法珀干涉传感器 (3)1.3 在线型光纤法珀干涉传感器 (4)2 非本征型光纤法珀干涉仪的基本原理 (5)目前，一些光纤干涉传感器已被成功地广泛应用于许多方面，特别是化合物材料的健康检测、大型公民建工程的结构（如，桥梁，水坝）、宇宙飞船、飞机等领域，这将会使所谓的智能材料和结构得以实现。

光纤法布里－珀罗干涉仪是这些应用最好的选择之一，它结构简单、原理经典，基于此结构的光纤传感器具有微型化、简单化、实用化等许多优点。

1 光纤法珀干涉传感器的分类法布里－珀罗干涉仪(FPI)早在19世纪末就已问世，但基于光纤的法布里－珀罗干涉仪(FFPI)直到20世纪80年代才制作成功，随后FFPI逐渐被应用到温度、应变和复合材料的超声波压力传感中。

光纤FP传感器的特点是采用单根光纤、利用多光束干涉原理来监测被测量，避开了Michelson和Mach-Zehnde干涉传感器所需两根光纤配对以及必须对偏振进行补偿等问题。

此外光纤法珀干涉传感器对任何导致其两个反射面距离发生变化的物理量灵敏度极高，而且传感区域很小，在很多应用时可被视为“点”测量；加之其结构简单、体积小、复用能力强、抗干扰、重复性好等优势，在嵌入式测量更是倍受青睐，成为实现所谓人工智能结构和材料等相关领域的研究热点。

自从第一根光纤法珀干涉仪问世之日起，人们陆续开发出了很多光纤法珀干涉仪，大致来说，根据干涉仪结构的不同，光纤FP传感器大致可分为三类：本征型光纤法珀干涉传感器(Intrinsic Fabry-Perot interferometer, IFPI)、非本征型光纤法珀干涉传感器(Extrinsic Fabry-Perot interferometer, EFPI)、和在线型光纤法珀干涉标准具(In line Fiber-Optic Etalon, ILFE)本征型光纤FP传感器中，两反射面之间的干涉仪由单模光纤或多模光纤构成；而非本征型光纤FPI传感器中，干涉仪由空气或其它非光纤的固体介质(如中空的石英玻璃管)构成，光纤在线法珀干涉标准件的干涉腔主要由空芯光纤充当。

光纤的PMD参数及测试

光纤的PMD参数及测试摘要: 随着10Gb/s SDH传输系统的大规模使用,对光缆的指标提出了更高的要求,尤其是光缆的PMD指标。

本文介绍了光纤的PMD参数及其测试。

关键词: PMD 干涉法传输受限距离衰耗色散为了满足高速发展的数据业务等,光传输系统的传送速率越来越高。

光缆线路中的色散指标,特别是偏振模色散(PMD)指标就成为制约传输距离的主要因素之一。

本文将介绍PMD的相关知识。

一、PMD的概念：偏振模色散指光纤中偏振色散,简称PMD(Polarization Mode Dispersion),起因于实际的光纤中基模含有两个相互垂直的偏振模,沿光纤传播过程中,由于光纤难免受到外部的作用,如温度和压力等因素变化或扰动,使得两模式发生耦合,并且它们的传播速度也不尽相同,从而导致光脉冲展宽,展宽量也不确定,便相当于随机的色散,引起信号失真。

随着传输速率的提高,该色散对通信系统的影响愈来愈明,而且越来越不可低估。

PMD单位为ps／Km。

两个正交的主偏振态之间群时延的时间差DGD的单位为ps,Km为中继段的长度。

PMD的典型值为0.3～0.5ps/km1/2影响PMD的主要因素有两个1、双折射由于光纤在制造过程中存在着芯不圆度、应力分布不均匀、承受侧压、光纤的弯曲和钮转、光纤中的搀杂物浓度不对称等,这些因素将造成光纤的双折射。

光在单模光纤中传输,两个相互正交的线性偏振模式之间会形成传输群速度差,产生偏振模色散。

双折射差异越大,PMD值也将越大,它随光纤的长度变化。

2、模式耦合同时,由于光纤中的两个主偏振模之间要发生能量交换,即产生模式耦合。

模间耦合越紧密,PMD值越小。

在光纤较长时,由于偏振模式耦合对温度、环境条件、光源波长的轻微波动、施工中光纤的接续等都很敏感,故模式耦合具有一定随机性,这决定了PMD是个统计量。

但PMD的统计测量的分布表明,其均值与光纤的双折射有关,降低光纤的PMD极其对环境的敏感性,关键在于降低光纤的双折射。

激光干涉测量技术

12
只用一个角锥棱镜反射器作动镜还可以组成图(d)所示的双光束干涉仪，它也是一种较理想的光路布局，基本上不受镜座多余自由度的影响，而且光程增加一倍。 (2)整体式布局这是一种将多个光学元件结合在一起，构成一坚固的组合结构的布局。如右图所示，立方体分光器上蒸镀了其他元件。整个系统对外界的抗干扰性较好，抗动镜多余自由度能力强，测量灵敏度提高一倍。但这种布局调整起来不方便，对光的吸收较严重。 1.立方体分光器;2.移动反射镜
14
(4)零光程差的结构布局在干涉仪中，为使初始光程差不随环境条件的变化而变化，常采用参考臂Lc和测量臂Lm相等，并使两臂布置在仪器同一侧的结构形式。此时，干涉仪的初始光程差Lm-Lc=0，即所谓的零光程差结构形式，如图所示。这种结构布局可以提高干涉仪的测量精度。
(a)测量时测量光路光程增加；(b)测量时测量光路减小
式中，nj、ni分别为干涉仪两支光路的介质折射率：li，lj 分别为干涉仪两支光路的几何路程差。若把被测件放入干涉仪的一支光路中，干涉仪的光程差将随着被测件的
位置与形状而变，干涉条纹也随之变化，测量出干涉条
纹的变化量，便可直接获得l或n，还可间接获得l或n有关
的各种被测信息。
2
激光干涉测量长度和位移
二、测量系统组成
激光干涉测量仪的主要部分有：激光干涉仪系统、干涉条纹计数和处理测量结果的电子系统及机械系统。 (一)干涉仪系统干涉仪系统主要包括光源、分束器和反射器。 1.激光干涉仪常用光源因为He-Ne激光器输出激光的频率和功率稳定性高，它以连续激励的方式运转，在可见光和红外光区域里可产生多种波长的激光谱线，所以，He-Ne激光器特别适合作相干光源； 2.干涉仪将一束光分为两束或几束的方法 (1)分波阵面法激光器发出的光经准直扩束后，得到一平而光波的波阵面。利用有微小夹角的两反射镜Ml和M2(菲涅尔双面镜)的反射，将光波的波阵面分为两部分，然后使二者在屏幕 P相遇，在屏上出现明暗相间的干涉条纹，如下图(a)所示。 (2)分振幅法把一束光分成两束以上的光束，它们全具有原来波的波前，但振幅减小了。如迈克尔逊干涉仪。常用的分光器有：平行平板分光器和立方体分光器．如下图(b)所示

光的干涉与光纤通信技术

光的干涉与光纤通信技术在现代科技高速发展的时代，光纤通信技术的出现使得信息传输更加迅捷高效。

而光的干涉作为光学现象中的重要一环，也在此过程中起着至关重要的作用。

本文将探讨光的干涉与光纤通信技术的关系以及其应用。

首先，让我们来了解一下光的干涉是什么。

光的干涉是波动光学的重要现象，它指的是两个或多个光波相遇时会产生干涉现象。

干涉可以分为构成干涉的两束光相干干涉和非相干干涉。

其中，相干干涉的条件是两个光源的相位差保持不变，这样它们就能够形成干涉条纹。

光纤通信技术是一种基于光的传输方式，利用光纤作为传输介质，在光的干涉现象中找到了广泛的应用。

通过光纤传送数据可以获得更大的信号传输速度和更高的信号质量。

光信号在光纤中的传输受到光的干涉的影响，因此对光的干涉现象的研究和理解对于提高光纤通信技术的性能至关重要。

光纤通信中最关键的一环就是编解码技术，而光的干涉则可用于实现这一目标。

光的干涉可以通过调制光波的相位来传输信息。

在光纤通信系统中，使用的可调谐激光器通过改变相位来编码信息。

当光波的相位发生改变时，这种变化会被接收器检测到，并解码成原始的信息。

光的干涉可以实现的高速传输，使得光纤通信系统具有了更高的传输速率和更稳定的信号质量。

除了编解码技术之外，光的干涉还在光纤通信系统中扮演着其他重要的角色。

光纤通信系统中的光放大器和光分路器都涉及到光的干涉现象。

光放大器是一种用来增强光信号强度的装置，而光分路器则用于将光信号分配给不同的接收器。

这些设备都需要根据光的干涉原理进行设计和制造，以保证光信号的稳定传输。

另一个光的干涉在光纤通信技术中的应用就是光纤传感。

光纤传感是一种利用光的干涉原理来实现测量和控制的技术。

通过在光纤表面附加上一层敏感材料，当受到外界环境的影响时，敏感材料的折射率也会发生改变，导致光纤中的光波相位发生变化。

通过检测相位的变化，就可以得到环境参数的信息，如压力、温度、湿度等。

这种基于光的干涉的传感技术在工业、环境监测、生物医学等领域有着广泛的应用。

光纤干涉测量技术pdf

光纤干涉测量技术
光纤干涉测量技术：（Fiber Optic Interferometric Technique，FOIT）是一种通过测量光在光纤中的干涉效应来测量物理量的技术。

它的基本原理是通过将一束光分成两束，并让它们在不同的路径上传播，然后在它们重新合并时产生干涉现象。

通过测量干涉条纹的强度和相位，可以获得被测物理量的信息。

光纤干涉测量技术具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等优点，在物理学、光学工程、材料科学等领域有着广泛的应用。

例如，它可以用于测量折射率、长度、温度、压力、应变等物理量，也可以用于测量光学元件的折射率、透镜的焦距、光谱线的宽度等。

在实际应用中，光纤干涉测量技术通常需要与其他技术相结合，如光谱分析、光束整形、信号处理等，以获得更准确的测量结果。

同时，由于光纤干涉测量技术对环境因素的敏感性，需要对测量系统进行适当的封装和保护，以减少环境干扰的影响。

马赫—曾德(M—Z)光纤干涉实验

马赫—曾德（M—Z）光纤干涉实验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。

传感器定义：能感受规定的被测的量，并按照一定规律转换成可用的输出信号的器件或装置称为传感器。

光纤传感器有两种，一种是通过传感头(调制器)感应并转换信息，光纤只作为传输线路：另一种则是光纤本身既是传感元件，又是传输介质。

光纤传感器的工作原理是，被测的量改变了光纤的传输参数或载波光波参数，这些参数随待测信号的变化而变化，光信号的变化反映了待测物理量的变化。

以光纤取代传统马赫—曾德 (M-Z)干涉仪的空气隙，就构成了光纤型M-Z干涉仪，如图1所示。

这种干涉仪可用于制作光纤型光滤波器、光开关等多种光无源器件和传感器，在光通信、光传感领域有广泛的用途，其应用前景广阔。

图1 光纤型M-Z干涉仪一、实验目的1、了解马赫—曾德M—Z干涉的原理和用途；实验操作调试M—Z干涉仪并进行性能测试。

2、了解压力传感的原理，操作光纤压力传感原理实验。

3、了解温度传感的原理，操作光纤温度传感原理实验。

二、实验仪器用具He-Ne激光器1套；光纤M-Z干涉仪1套；633nm单模光纤1根；光纤切割刀1套等。

三、M-Z干涉仪原理实验1、原理光纤型M-Z干涉仪实际上是由分束器构成。

当相干光从光纤型分束器的输入端输入后，在分束器输出端的两根长度基本相同的单模光纤会合处产生干涉，形成干涉场。

干涉场的光强分布(干涉条纹)与输出端两光纤的夹角及光程差相关．令夹角固定，那么外界因素改变的光程差直接和干涉场的光强分布(干涉条纹)相对应。

2、实验操作(1)按图2所示仔细将光耦合进光纤分束器的输入端，此时可用光能量指示仪监测，固定好位置；精心调试分束器输出端两根光纤的相对位置，使其在会合处产生干涉条纹。

(2)固定调试好的相对位置，分析观察到的现象。

激光干涉解调技术

干涉仪的激光干涉解调技术
2015/4/10
目录

一、干涉的研究内容二、几种类型的光纤干涉仪三、3*3耦合器干涉信号的解调四、一些干涉解调技术五、光纤干涉仪的重要用途
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一、干涉的研究内容
光源、干涉装置（能产生两束或多束光波并形成干涉现象的装置）和干涉图形
主要包括产生光的干涉现象三个基本要素
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激光干涉条件

1、频率相同相位差恒定 2、 3、偏振方向恒定 4、光传输路径有限

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二、几种类型的光纤干涉仪

1、迈克尔逊光纤干涉仪 2、马赫-泽德尔光纤干涉仪 3、赛格纳克光纤干涉仪 4、法布里-珀罗光纤干涉仪 5、EFPI 与外腔式 EFPI 光纤干涉仪
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四、一些干涉解调技术
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五、光纤干涉仪的重要用途
光纤干涉仪的两项重要技术包括干涉和解调，它是一种主要用于检测应用的光纤传感系统，其测量精度比普通光纤传感器的测量精度更高，其用途广泛，不仅有传统干涉仪的功能，还可用于测量温度变化、应力变化、折射率变化、微振动和微位移等。
“光源”的性质：由它的位置、大小、亮度分布和光谱组成等因素决定； “干涉装置”的性质：主要体现它对各个光束引入的位相延迟； “干涉图形”由辐照度分布描述，包括干涉条纹的形状、间距、反衬度和颜色等，通常它可以被直接测量。研究这三个要素之间的关系，以达到由其中两者求出第三者的目的，就构成了一个一般意义下的干涉问题。
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2.1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ克尔逊光纤干涉仪

3D干涉——精选推荐

3D⼲涉
3D指标的重要性
光纤线路的连接成功取决于光纤物理连接的质量，这个物理连接是连接器⾃⾝端⾯⼏何尺⼨的功能，如果这个⼏何尺⼨没有严格的控制。

就谈不上⽹络的长久可靠连接。

Telcordia GR-326为连接器规定了三个技术参数：曲率半径、顶点偏移和光纤⾼度。

如果⼏何尺⼨不能达到要求，将⾯临系统连接失败的巨⼤风险。

所以正确理解端⾯⼏何尺⼨是⾮常重要的。

1.曲率半径
曲率半径是描述插芯轴线到端⾯的半径。

也可以描述为：插芯端⾯曲线的半径，连接器通过弹簧的压⼒来达到光纤端⾯的紧贴, 曲率半径是控制压缩⼒来保持光纤中⼼匹配⼒。

曲率半径的不合格将增⼤或减⼩光纤的压强，在时效作⽤下最终会导致光纤中⼼匹配的间距，甚⾄回损害光纤端⾯。

插损和回波变化会损耗慢慢变化，可怕的是这不能通过现有的任何标准⽅法进⾏准确的模拟测试。

2.顶点偏移
顶点偏移是插芯端⾯曲线的最⾼点到光纤纤芯的轴线距离。

顶点偏移将增加光纤的有效偶合区，从尔增加插⼊损耗和回波损耗。

3.光纤⾼度
光纤⾼度是光纤端⾯到插芯端⾯的距离。

光纤⾼度这个指标是⽤来衡量光纤与光纤的接触，当材料膨胀或缩短，光纤凹陷会形成光纤接触间的空⽓间隔，改变插⼊和回波损耗。

光纤⾼度回增⼤光纤间的压⼒，从⽽损坏光纤,或则将压⼒传递到固定光纤的环氧树脂，从⽽破坏光纤的固定，影响性能的稳定。

⾼质量的光纤连接器是必须通过3D测试才可以的，⽬前市场上卖的光纤连接器极少数是通过⼲涉仪测试。

建议⾼速⽹络建设时还是采购通过3D测试的光纤跳线及尾纤。