法珀腔光纤压力传感器原理

法珀腔光纤压力传感器原理

法珀腔光纤压力传感器原理如下：

法珀腔（Fabry-Perot interferometer）是一种典型的多光束干涉仪，由两个平行的反射镜组成，中间形成一束光路。当一束与平行板呈角度的光射入法珀腔时，会在平行板中发生多次反射和折射，这些相同频率的光会发生干涉，形成多光束干涉。

光从折射率为n_0的物质中，以角度为θ_1的入射角进入间隔距离为d的

平行板中，平板中的折射率为n_1，由此光在板内的折射率为θ_2，在两块平板间经过多次反射和折射，光程差相同的同频光会发生干涉。光程差引起的相位差使投射光强和反射光强遵从干涉强度分布的公式，即艾里公式。测量反射光强可测量d的大小，这就是光纤法珀腔压力传感器的基本原理。

具体来说，法布里-珀罗干涉仪技术由两条平行的线组成，完全平坦的半反

射镜由一个给定的间隙隔开。当光源通过多模光纤注入法珀腔后，会在半反射镜上发生反射和透射。每次反射时，入射光束的一小部分会逃逸出法珀腔，产生大量平行光束与它们进入法珀腔的角度相同。在自由空间中，通过会聚透镜产生了多重的建设性干涉，形成非常明亮和尖锐的干涉条纹的光束。它

们的间距将取决于光程（即与平行平面与折射率之间的距离在这些平面之间）和自然波长上。然后，光被耦合器分开并传入不同的光纤中。

在法珀腔压力传感器中，当外界压力作用在法珀腔上时，会改变法珀腔的长度或折射率，从而改变干涉条纹的间距和数量。通过检测干涉条纹的变化，可以测量外界压力的大小。具体地，可以采用解调器将干涉条纹转化为电信号的变化，并利用相关算法和计算方法计算出外界压力的大小。

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