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另一類是光纖僅僅起傳輸光波的作用，必須在光纖端部或中間加裝其它敏感元件才能構(gòu)成的傳感器，稱為傳光型傳感器（非功能型傳感器）（如圖5、6）。傳光型光纖傳感器主要是強(qiáng)

度調(diào)制型光纖傳感器，其基本原理是待測(cè)物理量引起光纖中傳輸光的光強(qiáng)I變化，通過(guò)檢測(cè)光強(qiáng) I的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物理量的測(cè)量。強(qiáng)度調(diào)制的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)、強(qiáng)度調(diào)制方式很多，主要有反射式強(qiáng)度調(diào)制和透射式強(qiáng)度調(diào)制。

圖5 圖6

為了獲得較大的受光量和傳輸光的功率，在傳光型光纖傳感器中使用的光纖主要是數(shù)值孔徑和芯徑較大的階躍型多模光纖。光纖僅作為傳播光的介質(zhì)，對(duì)外界信息的感覺(jué)功能是依靠其他物理性質(zhì)的功能元件來(lái)完成的。傳感器中的光纖不是連續(xù)的，其間有中斷，中斷部分要接上其他介質(zhì)的敏感元件來(lái)完成。傳光型光纖傳感器主要利用調(diào)制器中優(yōu)質(zhì)的敏感元件來(lái)提高光纖傳感器的靈敏度，傳光介質(zhì)是光纖，所以采用通信光纖甚至普通的多模光纖就能滿足要求。傳傳光型光纖傳感器占了光纖傳感器的絕大多數(shù)。

2.光纖的傳光原理

當(dāng)光線由光密媒質(zhì)(折射率n1)射入光疏媒質(zhì)(折射率n2，n1＞n2)時(shí)，若入射角大于等于臨界角Φ＝sin(n2/n1)，在媒質(zhì)界面上會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象（如圖1）。

光在光纖中傳播的基本原理可用光線或光波的概念來(lái)描述。光線的概念是一個(gè)簡(jiǎn)便、近似方法，可用來(lái)導(dǎo)出一些重要概念，如全反射的概念、光線截留的概念等。然而，要進(jìn)一步研究光的傳播理論，將光看作射線就不夠了，必須借助波動(dòng)理論。即需要考慮到光是電磁波動(dòng)現(xiàn)象以及光纖是圓柱形介質(zhì)波導(dǎo)等，才能研究光在圓柱形波導(dǎo)中允許存在的傳播模式，并導(dǎo)出經(jīng)常要提到的波導(dǎo)參數(shù)(V值)等概念。

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以階躍型多模光纖為例，在子午面內(nèi)光線從空氣(折射率n0)射入光纖端面，與軸線的夾角為θ0，若入射角小于某一值θc，光線在纖芯和包層的界面上將發(fā)生全反射，光線射不出纖芯，從而能夠從光纖的一端傳播到另一端，這就是光纖傳光的基本原理。如圖2

由Snell（斯涅爾）定律得

－1

則

即

若要使入射光線在纖芯和包層的界面上發(fā)生全反射，由臨界角定義，應(yīng)滿足

代入

得

能是光線在光纖內(nèi)全反射的大入射角θc可由上式求得， 即

式中，NA稱為光纖的數(shù)值孔徑，它表示當(dāng)入射光從外部介質(zhì)射入光纖時(shí)，只有入射角小于θc的光才能在光纖中傳播。NA與光纖的幾何尺寸無(wú)關(guān)，僅與纖芯和包層的折射率有關(guān)，纖芯和包層的折射率差別越大，數(shù)孔直徑就越大，光纖的集光能力就越強(qiáng)。石英光纖的NA=0.2~0.4。

3.光纖傳感器基本原理

光纖傳感器的基本原理是將來(lái)自光源的光通過(guò)光纖送入調(diào)制器，使待測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生變化，成為被調(diào)制的信號(hào)光，再經(jīng)過(guò)光纖送入光探測(cè)器，經(jīng)解調(diào)器解調(diào)后，獲得被測(cè)參數(shù)。

四、 光纖傳感器在檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用

五、 德國(guó)HBM 稱重傳感器

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天空綴著寶石似的星星;朦朦朧朧的田野上，無(wú)數(shù)只螢火蟲一閃一閃地飛往田頭地角，宛如一串串、一排排彩燈，織成無(wú)數(shù)條縱橫交錯(cuò)的彩帶。。

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