光纤法拉第旋转器反射镜的作用

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光纤透镜的原理与应用

光纤透镜的原理与应用

光纤透镜的原理与应用光纤透镜,也被称作光纤微透镜或者透镜光纤,所谓的光纤透镜就是在光纤端面处加工制成某种透镜的形状。

而光纤透镜的作用就是在光纤或光学系统中起到光路改变或者模式转换的作用。

在不同的应用领域光纤透镜也有不同的要求,通常光纤透镜的形状分为斜面、楔形(双斜面,或则四斜面)、球面、圆锥形等,如图1所示。

而从光纤透镜的组成形式上区分,则可以分为单光纤透镜和光纤透镜组合。

本文主要针对不同类型的光纤透镜,分别介绍一下它们的原理与应用情况。

(图1)斜面形光纤透镜,主要分为两类:一类斜面角度为6°~10°,用于防止光纤表面反射光在返回光路时造成干扰或损伤;另一类斜面角度为40°~50°甚至更大,这类斜面形光纤透镜可以使光路发生改变甚至使光路产生大角度的全反射,也可以增大光纤受光面积,使更多的光进入到光纤中。

主要应用于光纤激光,光纤通讯,传统光学、光纤传感等领域。

楔形光纤透镜,大多数利用楔形光纤透镜组合,进行光路耦合。

其中光纤透镜组合常用的有采用楔形光纤透镜前端制作成微柱面形光纤透镜,还有制作成四斜面形光纤透镜,以及斜楔面形光纤透镜等多种,我们统称这类光纤透镜为楔形光纤透镜。

因为很多LD输出光束的光斑是椭圆形的,而且椭圆的长短轴之比值与输出功率成正比,一般该比值为3~5,大功率LD可大于10,最高的可达50以上。

显然这样的光束很难耦合到光纤中,为了适应LD输出光束的形状,就可以采用楔形光纤透镜,两个大楔面对应LD发散角度较大的方向,这样就可以增加LD耦合进光纤的效率。

普通楔形透镜需在端面镀增透膜从而使得反射光降到最低,而斜楔面形光纤透镜因其特殊的几何形状,使得光纤透镜与LD间在不影响光路传输的前提下形成了折射角度,从而避免了反射光对LD 造成的影响,也消除了反射光造成的噪声干扰。

相比普通楔面形光纤透镜镀增透膜工艺,降低了镀膜工艺带来的成本问题,及镀膜工艺可控性差导致的不稳定性。

法拉第

法拉第
356.63
356.67
356.6567
21.05
0.615373
335.61
358.97
359
358.93
358.9667
23.36
0.67894
335.61
361.07
361.13
361.1
361.1
25.49
倍频法MR3-2
磁感应强度B(T)
未放样品时检偏器角度
放入样品时检偏器角度
加样品后的平均角度
法拉第效应
【摘要】实验利用励磁电流产生磁场,首先测量磁场和励磁电流之间的关系,利用磁场和励磁电流之间的线性关系,用电流表征磁场的大小,用消光法和倍频法的方法测定MR3-2的旋光角和磁场呈线性关系,费尔德常数为-107.4,为右旋。用倍频法测量得ZF-7样品和石英2#样品的旋光角和磁场呈线性关系,费尔德常数分别为18.1和4.3,为左旋。最后让偏振光分别两次通过MR3-2和石英样品,石英是自然旋光,MR3-2是法拉第旋光,验证了法拉第旋光的非互易性。
0.22
0.079594
140.67
2.78
4.94
0.44
0.146188
140.67
5.43
9.56
0.67
0.215809
140.67
12.32
23.74
1.11
0.348997
140.67
14.76
30.66
1.98
0.612346
140.67
21.99
44.07
石英2#:对石英的测量可以得到,光线两次通过样品后旋光角基本与未加样品时不变。
2.3测量法拉第效应旋光角的光调制法
可以用起偏、检偏的方法,直接测量透过光强的变化来寻找消光位置,即消光法;另外也可以采用磁光调制法。

一分钟了解光纤干涉仪和法拉第旋转镜FRM

一分钟了解光纤干涉仪和法拉第旋转镜FRM

一分钟了解光纤干涉仪和法拉第旋转镜FRM导读:光纤传感的基本原理光纤水听器是什么?了解光纤干涉仪的原理及类型迈克尔逊干涉仪的结构组成法拉第旋转镜FRM光纤水听器的应用光纤传感的基本原理在光通信系统中,光纤被用作为远距离传输光波信号的媒质。

在实际的光传输过程中,当光在光纤中传播时,容易受到外界环境因素影响,如外界温度、压力、位移、磁场、电场和转动等外界条件的变化,产生光的折射、反射和吸收效应,导致光纤光强、相位、频率、偏振、波长等的变化。

如果可以测出光波参数的变化,就可以知道导致光波参数发生变化的物理量大小。

这种利用光纤敏感特性来进行测量的信号的技术就是光纤传感技术。

简单地说,光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化,称为被调制的信号光,再利用被测量对光的传输特性施加的影响,完成测量。

整个过程中,光纤及其传感器件起到信号传输和外界物理量感知的作用,是光纤传感的关键组成部分。

传感器的核心功能是实现对外界被测参数的“传”和“感”。

感知外界信号的变化,外界信号对光纤中传播的光波实施调制;所谓传输,是指光纤将受外界信号调制的光波传输到光探测器进行检测,将外界信号从光波中提取出来并按需要进行数据处理,也就是解调。

光纤水听器是什么?光纤水听器技术是一种以光纤为信息传输和传感媒介的新型传感器,它通过高灵敏度的光学相干检测, 将水声振动转换成光信号,通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息,可实现对水声信号的高精度测量。

光纤水听器有很多类型,从声传感基本原理来分,光纤水听器可分为调幅型(强度型)、偏振(光纤光栅)和调相型(干涉型)三种类型,其中干涉型光纤水听器技术最为成熟。

干涉型光纤传感器是高精度光纤传感与测量技术的最佳选择。

干涉型光纤水听器阵列是一套建立在光纤传感和光电子技术基础上的水下声信号探测器设备。

实验十法拉第效应讲义

实验十法拉第效应讲义

实验十法拉第效应1845年法拉第(Faraday)在探索电磁现象和光学现象之间的联系时,发现了一种现象:当一束平面偏振光穿过介质时,如果在介质中,沿光的传播方向加上一个磁场,就会观察到光经过样品后偏振面转过一个角度,亦即磁场使介质具有了旋光性,这种现象后来就称为法拉第效应或磁致旋光效应,见图1。

图 1 法拉第效应示意图法拉第效应有许多方面的应用,它可以作为物质结构研究的手段,如根据结构不同的碳氢化合物,其法拉第效应表现的不同来分析碳氢化合物;在半导体物理的研究中,它可以用来测量载流子的有效质量和提供能带结构的知识;在电工技术测量中,它还被用来测量电路中的电流和磁场;特别是在激光技术中,利用法拉第效应的特性,制成了光波隔离器或单通器,这在激光多级放大技术和高分辨激光光谱技术中都是不可缺少的器件。

此外,在激光通讯、激光雷达等技术中,也应用了基于法拉第效应的光频环行器、调制器等。

【实验目的】1.了解法拉第效应原理,区分磁致旋光与自然旋光的不同。

2.掌握光线偏振面旋转角度的测量方法。

3.验证费尔德常数公式,并计算荷质比。

【实验仪器】光源、单色仪、电磁铁及磁场电源、旋光角度测读装置等组成。

【实验原理】1.法拉第效应实验规律当磁场不是非常强时,法拉第效应中偏振面转过的角度 ,与光波沿介质长度方向所加磁场的磁感应强度B及介质长度D成正比,即式中比例常数V叫做费尔德(Veraet)常数,它由物质和工作波长决定,表征着物质的磁光特性。

表1为几种材料的费尔德常数值。

几乎所有的物质(气体、液体、固体)都存在法拉第效应,不过一般都不显著。

在不同的物质,偏振面旋转的方向可能不同。

设磁场B是由绕在样品上的螺旋线圈产生的。

习惯上规定:振动面的旋转方向和螺旋线圈中电流方向一致,称为正旋(V>0);反之,叫做负旋(V<0)。

表1 几种材料的费尔德常数V(弧分/特斯拉·厘米)2.法拉第效应的旋光性与旋光物质的旋光性的区别对于每一种给定的物质,法拉第旋转方向仅由磁场方向决定,而与光的传播方向无关(不管传播方向与B同向或反向)。

光纤传感技术在智能电网中的应用

光纤传感技术在智能电网中的应用

光纤传感技术在智能电网中的应用光纤传感器可以大致分为两大类,一类是用于电线的载重量、变压器绕线的温度、大电流等测量的单点式光纤传感器,通常应用在电力系统中的发电、变电、配电等环节中的电气设备中。

另一类是对长距离、大跨距的输电线路进行温度、应力等物理量监测的分布式光纤传感器,主要用于输电环节,以保证输电线路的安全、正常运营。

1-3-1 单点式光纤传感器在智能电网中的应用对电力系统中的高电压、大电流进行检测, 可利用磁光效应制成光纤电流传感器。

磁光效应指的是具有固定磁矩的物质在外磁场的作用下, 其电磁特性将发生变化, 从而导致光波在其内部传输时特性也发生变化。

光纤电流传感器采用光纤作为传输介质, 与传统的电磁感应式电流互感器相比, 与被测装置没有电气连接, 可对电力系统中高电压、大电流进行测量, 并具有明显优势: 不含油, 没有爆炸危险; 绝缘等级高, 运行安全可靠; 抗电磁干扰, 测量范围宽;体积小, 便于安装等[i ,ii ] 。

基于Faraday 磁光效应的OCT 是利用线偏振光在放置于磁场中的物质传播过程中,与磁场方向相同的光信号的偏振面会随磁场的变化而发生旋转,通过测量由磁场导致偏振面旋转的角度得到被测电流强度。

其中,Faraday 旋转角θ和光在磁光材料中传播的长度L 、磁场强度H 之间关系为[iii ] :dl H C Lv ⋅=⎰θ (1.1) 根据安培环路定律:NI dl H L=⋅⎰ (1.2) 可得:NI C v =θ (1.3)式中N 为光信号环绕待测电流传播的周数,I 为待测电流。

由式(1-3)可以看出,只要能够准确测量法拉第旋转角度θ,就可实现电流的测量,且被测电流与旋转角θ之间有良好的线性关系。

测量时传感头可采用块状光学玻璃和光纤两种结构,分别对应光学玻璃型电流传感器和全光纤电流传感器。

光学玻璃型电流互感器(如图1所示)采用具有较高费尔德(Verdet )常数的块状光学玻璃作传感头,输入光信号在玻璃中传播时经多次反射形成围绕待测电流的闭合光路,然而全反射过程中导致光矢量 两分量之间形成的相差,该相差引起光的偏振态发生变化产生双折射相应,从而影响光学玻璃型电流传感器的检测灵敏度。

实验3.11 法拉第效应实验

实验3.11  法拉第效应实验

实验3.11 法拉第效应实验光和一切微观物质一样,具有波粒二象性,当一束光通向在磁场作用下的具有磁矩的物质,从介质反射或者透射后,光的相位、频率、光强、传输方向和偏振状态等传输特性发生变化,这种现象叫做磁光效应。

法拉第效应有许多重要的应用,尤其在激光技术发展后,其应用价值倍增。

如用于光纤通讯系统中的磁光隔离器,激光磁光调制等技术。

一、实验目的1.观察光的偏振现象,研究光的波动性。

2.观察并理解法拉第效应,研究影响振动面偏转角度的因素。

3. 计算材料的费尔德常数。

二、实验原理1.法拉第效应:1845年,法拉第在实验中发现,当一束线偏振光通过非旋光性介质时,如果在介质中沿光传播方向加一外磁场,则光通过介质后,光振动(指电矢量)的振动面转过一个角度θ,这种磁场使介质产生旋光性的现象称为法拉第效应或者磁致旋光效应。

自从法拉第发现这一效应以后,人们在许多固体、液体和气体中观察到磁致旋光现象。

对于顺磁介质和抗磁介质,光偏振面的法拉第旋转角θ与光在介质中通过的路程L 以及外加磁场磁感应强度在光传播方向上的分量成正比,即有:VBL =θ (3.1)其中V 为费尔德常数。

对于不同介质,偏振面旋转方向不同,习惯上规定,偏振面旋转绕向与磁场方向满足右手螺旋关系的称为“右旋”介质,其费尔德常数V > 0;反向旋转的称为“左旋”,费尔德常数V < 0。

2.法拉第效应的唯象解释:一束平行于磁场方向传播的线偏振光,可以看作是两束等幅左旋和右旋圆偏振光的迭加。

这里左旋和右旋是相对于磁场方向而言的。

如果磁场的作用是使右旋圆偏振光的传播速度和左旋圆偏振光的传播速度不等,于是通过厚度为L 的介质后,便产生不同的相位滞后。

这里应注意,圆偏振光的相位即旋转电矢量的角位移;相位滞后即角位移倒转。

在磁致旋光介质的入射截面上,入射线偏振光的电矢量E 可以分解为图 3.1 (a)所示两个旋转方向不同的圆偏振光L E 和R E ,通过介质后,它们的相位滞后不同,旋转方向也不同,在出射界面上,两个圆偏振光的旋转电矢量如图3.1 (b)所示。

基于法拉第效应的光纤磁场传感技术

基于法拉第效应的光纤磁场传感技术

范围和稳定性等指标 - 钇铁石榴石 ( 不仅具有 /0 1* 很好 的磁 光特性 , 其灵敏度比其他材料高出二三个 数量级 - 而且具有较好的频率响应特性和较低的光 损失 > 通过对材料的组分进行调整 , 可以进一步提高
) 5 灵敏度和温度稳定性 4 -
磁场传感器所使用的磁光晶体性能对传感器的 性能起着决定性的作用 近年来 , 国内外对多种磁光 材料进行了研究 - 金属玻璃和半导体晶体都已经在 传感器中作为传感元件 , 如6 晶体 3 掺= 7 ! 9 )玻璃 3 晶体 虽然采用这些磁光材料可以改善传 w ( F7 = 9 感 器的灵敏度 , 但会不同程度地牺牲传感器的频率
! . / $ 01 34 5 $ " , -
) * +
2
. 6 1
式. 中$ 是 真 空 中 的 光 波 长$ 6 1 / 0是传感元件周围 的 温 度$ 常 数$ 它与绝对 - 是 亚 铁 磁 物 质 的 78 9 4 8 + 温度 0 和光波长 / 有关 $ 3 是光信号传播方向上的
) * + 磁 场 强 度# 由 式 . 可 知$ 法拉第旋转角度 ! 6 1 " 由 常数和磁光材料的工作长度 5 给出 # 78 9 4 8 +
I= ,8 7 9 2 u 7 # 9u 9 7 u 6 33 9 u , 6 7 u 98 7 (( 4 3 9 x 2 4 6 7 8 ’ 4 2 +8 3 9( 4 u x 5 u u 9 ( (7 6 4 u 99 5 4 ~ 8 ’ 9 7 2v 4 9 ’ (8 7 (v 3 9 5 9 7 x +3 9 %
当磁 通量 密 度 ab c 传感器的输出为 ]PF 时 $ 线 性 而 且 没 有 滞 后 作 用H 当 磁 通 量 密 度 ad c ]PF 对于 &个不同的样品 $ 传感器 的响应 和晶 体 PF 时 $ 长度的关系如图 &所示 # 实线表示经过近似计算出

光纤传感技术课件:相位调制型光纤传感器

光纤传感技术课件:相位调制型光纤传感器

增加传感光纤长度 l 的方法, 可以提高相位检测的灵敏度。
实际上采用反射镜使光在光纤中传输两次的方法, 可以在没
有增加传感光纤长度的情况下, 达到相位延迟提高为2f效果。
11
相位调制型光纤传感器
因此采用此方法得到的相位差可以表示为
(5.1-12)
有两种反馈装置可以实现光在光纤中传输两次的目的: 其一, 在传感光纤端面镀以高反射系数的反射膜, 使得光 纤中的光到达端面后以极高的比例重新耦合到光纤中; 其 二, 在光纤反射端接法拉第旋转镜(FRM), 使得光被反射 并重新耦合到传感光纤的同时, 其偏振面发生90°的旋转。
31
相位调制型光纤传感器
这个相位延迟量可表示为φ=(8πA/λ0c)Ω。 式中, Ω为
旋转率, A是光路围成的面积, c是真空中的光速, λ0是真空中的光波长。 这样, 通过探测器检测干涉光强的变 化, 便可确定旋转角速度。 因此, 萨格纳克干涉仪是构成光 纤陀螺仪的基础。 光纤陀螺仪的结构见图5-7。 其灵敏度比空 气光程的萨格纳克干涉仪要高几个数量级。 首先是由于采用 若干圈光纤增加了干涉仪环的有效面积, 其次是由于利用了 电子探测技术, 其相移表达式为φ=(8πNA/λ0c)Ω, 式中, N 是光纤环的匝数。
2
相位调制型光纤传感器
图5-1 相位调制型光纤传感器的工作原理图
3
相位调制型光纤传感器
确切地说, 相位调制型光纤传感器通过待测能量场对通 过一段单模光纤传输的相干光进行相位调制, 其相位的变化就 反映了待测场的大小。 由于光敏探测器无法响应激光的高频 率, 所以待测场所产生的相位调制不可能直接被探测到, 通常应 先把相位调制转换为振幅调制, 而后由探测光强的变化即可得 知相位变化。

【doc】法拉第旋转反射镜

【doc】法拉第旋转反射镜

法拉第旋转反射镜第4期新型惯性器件?9?层材料,使其产生高温受热蒸发的镀膜方法.高速的电子流,在一定形状的电场或磁场作用下会聚成很细的密集的电子束,当其轰击物质表面时,由于它的动能几乎全部转换为热能,因而会使被轰击处的温度迅速升高.产生电子束的装置称为电子枪.4.溅射镀溅射镀就是在低真空中,阴极在粒子轰击下,表面原子从其中飞溅出来沉积在基底上形成薄膜的镀膜方法.溅射镀膜与热蒸发镀膜相比较,具有许多优点,如膜层在基片上的附着力强,膜层的纯度高,可以镀制多种不同成分的合金膜.利用反应溅射,还可以制取各种化合物膜.不足之处,需要预先制备所需成分的镀材靶,靶的利用率又不高.5.离子镀离子镀技术是蒸发镀膜工艺与溅射技术相结合的一种镀膜方法,即用热蒸发镀膜,利用溅射清洁基片表面,在基片电极上接高压,将膜料粒子电离沉积在基片上结合形成薄膜.离子镀具有附着力强,绕镀性能好,膜层致密,沉积速率高等特点,同时可以选择的镀膜材料更加广泛.参考文献[1]严--,G,林鸿海编着.薄膜技术.北京:兵器工业出版社,1994.10,64,65,108,126—128页(撰写人:郭宇审核人:王轲)多轴光纤陀螺仪(duozhouguangxiantuoluoyi)(Multi—axisFiber—opticGyroscope)多轴光纤陀螺仪是将两个或多个光纤陀螺仪中的某个或多个元部件复用的光纤陀螺仪.最简单的多轴光纤陀螺仪是共享一个光源的两轴陀螺仪,复杂的多轴光纤陀螺仪除了光源共享之外,还可以通过频分复用或时分复用实现探测器共享.下图是一个三轴共享一个光源的三轴光纤陀螺仪光路结构图.由于多轴光纤陀螺仪实现了部分功能元部件的共享,多轴光纤陀螺仪的成本低,体积小,功耗小.参考文献[1]HerveC.Lefever着.张桂才,王巍译.光纤陀螺仪. 北京:国防工业出版社,2002年(撰写人:王巍审核人:杨清生)二频机械抖动激光陀螺{erpinjixiedoudongjiguang tuoluo)(Two—frequencyMechanicalI~theangLaser Gyro)这种激光陀螺的谐振腔内只运行着一对相向行波模,并且采用小振幅高频机械抖动装置强迫环型激光器绕垂直于谐振腔环路平面的轴线来回转动, 为谐振腔内相向行波模对提供快速交变偏频.它是世界上最早进入实用的激光陀螺,目前世界上绝大部分实际应用的光学陀螺惯性系统均是采用机械抖动偏频的激光陀螺.参考文献[1]杨培根,龚智柄等编.光电惯性技术.北京:兵器工业出版社,1999.34(撰写人:王轲审核人:杨雨)三轴光纤陀螺仪光路结构图法拉第磁致旋光效应(faladicizhixuanguangxi—aoying)(FaradayMagneto—opticRotationEffect)线偏振光通过放在磁场中的物质时,电场矢量的振动方向将发生旋转,旋转的角度与磁场强度成线性关系,这种效应称为法拉第磁致旋光效应.参考文献[1]杨培根,龚智柄等编.光电惯性技术.北京:兵器工业出版社,1999.22(撰写人:苏域审核人:王轲)法拉第旋转反射镜(faladixuanzhuanfanshejing)(FaradayRotationReflectMirror)法拉第旋转反射镜是光纤偏振旋转反射镜,为光纤网络和测试应用而设计.通过反射,将输入光的偏振状态(SOP)旋转90度,但偏振的旋转方向(左旋或右旋)不变.法拉第旋转反射镜独有的特点是无论双折射如何,沿光纤上的任意点,前向光和10?导航与控制2005年第4期反射光总是相互正交的.参考文献[1]王惠文主编.光纤传感技术与应用.北京:国防工业出版社(撰写人:李永兵审核人:杨宏)反射棱镜光学平行差(fanshelengjingguangxue pingxingcha)(ParallelMisalignmentofReflecting Prism)光线从反射棱镜的入射面垂直入射后,在出射前对出射面法线的偏差.它也是将反射棱镜展开成为平行玻璃板后,这一平行玻璃板的平行差.参考文献[1]光学冷加工工艺(撰写人:梁敏审核人:王轲)反射损耗(fanshesunhao)(ReflectedLoss)在光波导中传播的光波,由于出现折射率突变界面,或折射率突变连续点等引起的与传播方向相反的光波所带来的损耗称为反射损耗.参考文献[1]陈福深编着.集成电光调制器理论与技术.[2]金锋,范俊清编着.集成光学.[3]佘守宪编着.导波光学物理基础.[4]杨家德,张蜀平,廖先炳编着.集成光学技术及其应用.(撰写人:徐宇新审核人:李其聪)非互易相移(feihuyixiangyi)(Nonrecipocal PhaseShift)光学陀螺中,非互异性相移是由于光路非互易效应引起陀螺输出干涉信号的相移.陀螺的输出相移中不仅包括转速产生的Sagnac相移,还包括非线性克尔效应,法拉第效应,shupe效应以及随时间变化的温度等产生的相移.参见:互易性(撰写人:王学锋审核人:丁东发)分光比(fenguangbi)(CouplingRatio)分光比是光分路器件所特有的技术参数指标,它定义为光分路器件各输出端口的输出光功率的比值,在具体应用中常用相对输出总功率的百分比来表示.c.R=×100%对于2×2光纤耦合器或Y波导集成光学器件,从1端注入光功率,测出两输出端3,4的光功率P,P4,根据下式计算分光比:c?R(.)/(0)参考文献[1]林学煌等编着.光无源器件.北京:人民邮电出版社, 2002.4.PP:99—121.[2]原荣编着.光纤通信.北京:电子工业出版社,2002. 10,PP:109—129.[3]GJB1936—94纤维光学无源耦合器总规范.[4]GJB4026—2000铌酸锂集成光学器件通用规范. (撰写人:丁东发审核人:王学锋)分光光度计(fenguangguangduji)(Spectral Photometer)是一种用来测量物体的光谱投射率和光谱反射率的光学仪器.它用于在每一波长上比较该物体的出射和入射辐射功率,或是某物体与作为工作标准的参考光的出射和入射辐射功率.分光光度计通常有两部分组成:包括单色仪在内的光谱部分和光度部分.光度部分既可位于单色仪之前,也可以位于单色仪之后.参考文献[1].7I.A.诺维期基编着.实验室光学仪器,北京:计量出版社,1986.3,482页(撰写入:郭宇审核人:王轲)分束器(fenshuqi)(BeamSplitter)将一路光信号分成两路或多路光信号的器件称为分束器.常用的分束器有空间式与波导式两种.空间分束器基于反射/透射原理,波导分束器基于模式耦合理论.分束器可以实现光波强度,偏振或波长的分离.参见:光纤耦合器参考文献[1]李玲,黄永清编着.光纤通信基础.北京:国防工业出版社,2000.[2]林学煌等编着.光无源器件.北京:人民邮电出版社, 2002.4.PP:99—121.(撰写人:丁东发审核人:王学锋)。

光纤传感中的光学原理及效应

光纤传感中的光学原理及效应

第1章:光纤传感中的光学原理及效应1.1光学反射原理分为镜面反射和漫反射镜面反射和漫反射情况基于反射原理的光纤传感器结构简单、工作可靠、成本低廉。

主要应用于位移测量,振动测量,压力测量,浓度测量和液位测量。

1.2光学折射原理1.3光学吸收原理选择吸收:介质对某些波长的光的吸收特别显著 郎伯比尔(Lambert-Beer)定律:Lambert-Beer 定律是吸收光度法的基本定律,表示物质对某一单色光吸收的强弱与吸光物质浓度和厚度间的关系。

当气体浓度、光程均很小的时候,可以近似为:1.4光学多普勒效应θcos 11f f 02200cu cu -=雷达测速仪检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒效应。

交通警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波,通常是红外线,同时测量反射波的频率,根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度.装有多普勒测速仪的警车有时就停在公路旁,在测速的同时把车辆牌号拍摄下来,并把测得的速度自动打印在照片上。

1.5声光效应超声波通过介质时会造成介质的局部压缩和伸长而产生弹性应变,该应变随时间和空间作周期性变化,使介质出现疏密相间的现象,如同一个相位光栅 。

当光通过这一受到超声波扰动的介质时就会发生衍射现象,这种现象称之为声光效应。

利用声光衍射效应制成的器件,称为声光器件。

声光器件能快速有效地控制激光束的强度、方向和频率,还可把电信号实时转换 为光信号。

此外,声光衍射还是探测材料声学性质的主要手段。

主要用途有:制作声光调制器件,制作声光偏转器件,声光调Q 开关,可调谐滤光器,在光信号处理和集成光通讯方面的应用。

1.6磁光效应具有固有磁矩的物质在外磁场的作用下,电磁特性发生变化,因而使得光波在其部传输特性也发生变化的现象。

A 、法拉第效应:当线偏振光沿磁场方向通过置于磁场中的磁光介质时,其偏振面发生旋转的现象,对于给定的介质,偏振面旋转角度=介质长度×磁场强度×维厄德系数B 、磁光克尔效应:指一束线偏振光在磁化了的介质表面反射时,反射光将是椭圆偏振光,而且以椭圆的长轴为标志的“偏振面”相对于入射偏振光的偏振面旋转了一定的角度。

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光纤法拉第旋转器反射镜的作用
光纤法拉第旋转器反射镜是一种重要的光学元件,它在光纤通信系统
中扮演着至关重要的角色。

它的作用主要体现在光信号的传输和调制上,下面我将从深度和广度两个方面来进行全面评估。

深度方面来看,光纤法拉第旋转器反射镜的作用主要表现在信号的调
制和反射方面。

它能够根据输入的光信号进行相位调制,从而实现光
信号的调制和控制。

它能够将光信号按照特定的角度进行反射,从而
实现光信号的传输和引导。

光纤法拉第旋转器反射镜可以帮助光信号
实现传输和调制,确保光通信系统的正常运行。

广度方面来看,光纤法拉第旋转器反射镜还涉及到光通信系统的整体
结构和性能。

它需要与其他光学元件和设备配合使用,如光纤放大器、光接收器等,才能将光信号传输到目标地点。

它还需要考虑光信号的
衰减、色散等问题,以保证光信号的稳定传输。

光纤法拉第旋转器反
射镜不仅仅是单独存在的元件,更是整个光通信系统中不可或缺的一
部分。

总结回顾性来看,光纤法拉第旋转器反射镜在光通信系统中扮演着至
关重要的角色。

它通过调制光信号的相位和角度,实现光信号的传输
和引导。

它还需要与其他光学元件和设备配合使用,保证光通信系统
的正常运行。

在我看来,光纤法拉第旋转器反射镜的作用不仅仅是在
实现光信号传输上,更是在推动光通信技术的发展和应用上起到了重要的作用。

在本文中,我深入探讨了光纤法拉第旋转器反射镜的作用,从深度和广度两个方面进行了评估。

希望通过这篇文章,你能对这一主题有全面、深刻和灵活的理解。

光纤法拉第旋转器反射镜是光通信系统中至关重要的光学元件,它的作用在光信号的传输和调制上起着至关重要的作用。

除了在深度和广度方面进行评估之外,我还想进一步探讨光纤法拉第旋转器反射镜的工作原理、应用领域以及未来的发展趋势。

让我们来了解一下光纤法拉第旋转器反射镜的工作原理。

光纤法拉第旋转器反射镜是通过法拉第效应来实现光信号的调制和反射的。

法拉第效应是指当光线通过介质中的磁场时,它的偏振面会发生旋转,这样就可以实现光信号的相位调制。

反射镜的设计也能够使光信号按照特定的角度进行反射,实现光信号的传输和引导。

光纤法拉第旋转器反射镜通过法拉第效应和反射设计,可以实现光信号的调制和传输。

光纤法拉第旋转器反射镜的应用领域非常广泛。

它主要应用在光通信系统中,包括光纤通信系统、光纤传感系统以及光纤激光器系统等。

在光纤通信系统中,光纤法拉第旋转器反射镜可以帮助光信号进行调制和传输,保证光通信系统的正常运行。

在光纤传感系统中,它可以帮助实现光信号的检测和引导,用于各种光学传感器的应用。

在光纤激光器系统中,它可以帮助激光器的输出光信号进行控制和调制,以
满足不同的应用需求。

光纤法拉第旋转器反射镜在光通信领域各个方
面都有着重要的应用价值。

让我们来看一下光纤法拉第旋转器反射镜的未来发展趋势。

随着光通
信技术的不断发展,人们对光纤法拉第旋转器反射镜的性能和功能要
求也越来越高。

未来,光纤法拉第旋转器反射镜可能会在材料、结构、性能等方面进行进一步的优化和提升,以满足更高的通信速度、更大
的传输距离以及更稳定的信号传输要求。

随着光通信系统的智能化和
自动化发展,光纤法拉第旋转器反射镜可能会与其他元件和设备进行
更紧密的集成,实现更高效的光通信系统运行。

光纤法拉第旋转器反
射镜在未来可能会在性能和应用上有着更大的突破和发展。

光纤法拉第旋转器反射镜在光通信系统中有着非常重要的作用,通过
对其工作原理、应用领域以及未来发展趋势的探讨,我们可以更加全
面地了解它的重要性和发展前景。

相信随着光通信技术的不断发展,
光纤法拉第旋转器反射镜将会有着更加广阔的应用前景和发展空间。

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