光纖傳感器結構原理及應用

1、光纖傳感器結構原理
以電為基礎的傳統傳感器是一種把測量的狀態(tài)轉變?yōu)榭蓽y的電信號的裝置。它的電源、敏感元件、信號接收和處理系統以及信息傳輸均用金屬導線(xiàn)連接，見(jiàn)圖(a)。光纖傳感器則是一種把被測量的狀態(tài)轉變?yōu)榭蓽y的光信號的裝置。由光發(fā)送器、敏感元件(光纖或非光纖的)、光接收器、信號處理系統以及光纖構成，見(jiàn)圖(b)。

由光發(fā)送器發(fā)出的光經(jīng)源光纖引導至敏感元件。這時(shí)，光的某一性質(zhì)受到被測量的調制，已調光經(jīng)接收光纖耦合到光接收器，使光信號變?yōu)殡娦盘?，最后?jīng)信號處理得到所期待的被測量。

可見(jiàn),光纖傳感器與以電為基礎的傳統傳感器相比較，在測量原理上有本質(zhì)的差別。傳統傳感器是以機—電測量為基礎，而光纖傳感器則以光學(xué)測量為基礎。
光是一種電磁波，其波長(cháng)從極遠紅外的lmm到極遠紫外線(xiàn)的10nm。它的物理作用和生物化學(xué)作用主要因其中的電場(chǎng)而引起。因此，討論光的敏感測量必須考慮光的電矢量E的振動(dòng)，即

A——電場(chǎng)E的振幅矢量；ω——光波的振動(dòng)頻率；
φ——光相位；t——光的傳播時(shí)間。
可見(jiàn)，只要使光的強度、偏振態(tài)(矢量A的方向)、頻率和相位等參量之一隨被測量狀態(tài)的變化而變化，或受被測量調制，那么，通過(guò)對光的強度調制、偏振調制、頻率調制或相位調制等進(jìn)行解調，獲得所需要的被測量的信息。

2、光纖傳感器的分類(lèi)

注：MM多模；SM單模；PM偏振保持；a,b,c功能型、非功能型、拾光型