第五章-相位调制型光纤传感器.ppt

* * * * * * * * * * * 光源一般选用半导体激光器LD、发光二极管LED和超辐射发光二极管SLD，由于SLD的性能介于LD和LED之间，既有较高的输出功率，又有较大的光谱宽度，是光纤陀螺较为理想的光源。而探测器则采用PIN光敏二极管。对于850nm波长，采用Si基光电二极管；而对1300nm和1500nm波长来说，InGaAs最合适 * * 决定光纤水听器发展的关键光纤器件主要有： * * * * 光源是EDFA的ASE高功率頻寬光源，通常在光源之後會接上一個隔離器（isolator），將反射回來的光隔絕掉，確保光源的穩定和安全。感測單元包含FBG和干涉儀。FBG反射波長選擇1550 nm，因為在光纖通訊中其傳輸損失最低。干涉儀的光纖感測系統，包括：循環器、檢光器和訊號處理系統。循環器是利用法拉第原理，使得光在光纖路徑上不會相互的耦合，降低系統在此的功率規模。振動光訊號直接輸入到檢光器，將物理場解調出來，測得振動信號。利用圓柱PZT（相位調變器）調整光程差至最佳干涉效果。 * 探头结构设计 第一节 原因：因地质的不坚实，山区公路常有落石灾难事件发生 目的：以光纤干涉仪的高灵敏特性，做落石监测系统。 光纤的低损耗 及宽频特性 干涉仪 高灵敏度 长距离、微弱信号检测 ＋ 灾 害 照 片 光纤干涉仪的优点 光纤细小、质轻，抗电磁干扰； 集传输与传感于一体，且耐高温、抗腐蚀等； 山区供电不易，使得传统的传感系统布建困难，且因距离遥远，信号长途传输容易衰减，从而考虑用光纤取代； 光纤干涉仪的优点 灵敏度高，准确性好； 易于光通信网络连接； 分布式，适合大面积、长距离测量 光纤干涉仪组成： (1)光源单元：其组成为宽频光源和光隔离器； (2)探测单元：包括FBG探测器的马赫曾德尔干涉仪； (3)信号解调单元：包括循环器，光探测器和信号处理系统。 路径一：1 ? 3 ? 5 ? 7 ? 9 ? 10 ? 9 　　　 ? 7 ? 6 ? 4 ? 2 路径二：1 ? 4 ? 6 ? 7 ? 9 ? 10 ? 9 ? 7 ? 5 ? 3 ? 2 光路路径图 第一节 * 为了提高工程的实用性，马赫曾德尔干涉仪也采用全光纤结构。如图所示，激光器发出的相干光通过第一个3dB耦合器分成相等两束，一束在信号臂中传输，另一束在参考臂中传输，外界信号作用于信号臂。第二个3dB耦合器把两束光再耦合，又分成两束光，分别经光纤传输到探测器1和2上。根据光的干涉原理，可得到探测器上的光强分别为 * 不够一堂 * 不够一堂 * F-P干涉仪是高分辨率的光谱仪器，常用来研究光谱的精细结构与超精细结构. F-P干涉仪在近代光学中非常重要（1）是一种分辨率极高的光谱仪。 2）可做激光器的谐振腔。3）光通信中可做波分复用元件。 （4）比较法，测量光波波长。 * 法布里—珀罗干涉仪的优点是结构紧凑，简单。然而，温度影响光纤的长度，同时还影响折射率，还有光源的噪声问题。 * 法布里—珀罗干涉仪的优点是结构紧凑，简单。然而，温度影响光纤的长度，同时还影响折射率，还有光源的噪声问题。 * 法布里—珀罗干涉仪的优点是结构紧凑，简单。然而，温度影响光纤的长度，同时还影响折射率，还有光源的噪声问题。 * 法布里—珀罗干涉仪的优点是结构紧凑，简单。然而，温度影响光纤的长度，同时还影响折射率，还有光源的噪声问题。 * 法布里—珀罗干涉仪的优点是结构紧凑，简单。然而，温度影响光纤的长度，同时还影响折射率，还有光源的噪声问题。 * 法布里—珀罗干涉仪的优点是结构紧凑，简单。然而，温度影响光纤的长度，同时还影响折射率，还有光源的噪声问题。 * 法布里—珀罗干涉仪的优点是结构紧凑，简单。然而，温度影响光纤的长度，同时还影响折射率，还有光源的噪声问题。 * 光纤陀螺是光纤干涉仪应用的典范。 * 光纤陀螺是光纤干涉仪应用的典范。 * 光纤陀螺是光纤干涉仪应用的典范。 * 光纤陀螺是光纤干涉仪应用的典范。 * 光纤陀螺是光纤干涉仪应用的典范。 * 光纤陀螺是光纤干涉仪应用的典范。 * 光纤陀螺是光纤干涉仪应用的典范。 * 光纤陀螺是光纤干涉仪应用的典范。 * 光纤陀螺基于Sagnae效应，与机电陀螺或激光陀螺相比，有如下特点： * 光纤陀螺基于Sagnae效应，与机电陀螺或激光陀螺相比，有如下特点： 几乎涵盖光纤传感器的全部关键技术。光源高稳定度驱动技术、微弱信号探测技术、信号调制解调技术、信号处理技术、传感器的封装与固化技术。 推动光纤有源与无源器件的发展。保偏光纤、耦合器、调制器、起偏器、消偏器、光源、探测器。 陀螺在静止状态下，其输出信号可以看作是由一个噪声信号和一个缓慢变化的均值（零漂）信