光纤传感技术ppt

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光纤传感器的构成 光纤传感器的基本组成除光纤以外， 还有光源和光电元件。
光源：激光二极管（发射波段为）、 发光二极管（）、白炽灯。 光电元件：常用如下4种光电元件作探 测器，普通光电二极管、雪崩光电二 极管、肖特基光电二极管、光电晶体 管，有时也用电荷耦合器件、光电导 体和光电倍增管等。
光纤传感器种类繁多，可以称为万能 传感器。目前可以证明可作为加速度、 角加速度、速度、角速度、位移、角 位移、压力、弯曲、应变、转矩、温 度、电压、电流 、液位、流量、流速、 浓度、pH值、磁场、声强、光强、射 线等70多个物理量的传感器。但是目 前实际应用的还很少，因此是一个发 展潜力极大的领域。
光纤传感器的分类 （1）功能型光纤传感器：这种类型主要 使用单模光纤。光纤不仅起传光作用， 同时又是敏感元件，即光纤同时具有 传、感两种功能。 （2）非功能型光纤传感器：光纤仅起传 光作用。

三 长周期光纤光栅传感器 的发展现状
长周期光纤光栅是近几年才出现 的一种新型光纤无源器件，它在某些 方面有比光纤布拉格光栅更好的光学 特性，现已在光纤通信和光纤传感等 方面发挥越来越重要的作用。
sin c
1 2 n12 n2 NA n0

光纤的传光原理
sin c 1 2 n12 n2 NA n0
光纤的数值孔径NA表示为, 式中，为光纤周围媒质的折射率。对 于空气，。 数值孔径NA是光纤的一个基本参数， 它决定了能被传播的光束的半孔径角 的最大值，反映了光纤的集光能力。
光纤的传输特性 （1）传输损耗： （2）色散：材料、波导、多模色散。 （3）容量：由于存在光纤色散现象，会 使脉冲展宽，造成信号畸变，从而限 制了光纤的信息容量和品质。

（4）抗拉强度：光纤的弯曲性与光纤的 抗拉强度的大小有关系。 （5）集光本领：光纤的集光本领与数值 孔径有密切的关系。
二 光纤传感器的分类及构成

自从Hill等人于1978年首次研制出世界 上第一只光纤光栅—光纤布拉格光栅 以来，无论是光纤的写入方法、理论 研究还是应用都获得了飞速发展。国 内外对长周期光纤光栅的研究和应用 研究已经成为一个新的研究热点。目 前对长周期光纤光栅的研究主要集中 在以下几个方面。
光纤传感技术
一 光导纤维基础知识

光纤的结构：光纤由纤芯、包层及外套组 成。
光纤的种类：根据折射率的变化，光纤被 分为阶跃型和梯度型两种。根据光纤的传 输模式，把光纤分为多模光纤和单模光纤 两类。阶跃型和梯度型为多模光纤。


光纤的传输模式： 沿半径传播的光波只有能形成驻波的 那些以特定角度射入光纤的光波才能 在光纤内传播，这些光波就称为模。 通常，纤芯直径较粗时，能传播几百 个以上的模，称为多模光纤。只能传 播一个模，称为单模光纤。