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第七章光纤传感技术1光纤传感概述FP白光干涉FBG/LPFGGYROOTHERS2第一节概述光纤传感：光为载体，光纤为媒质，感知和传输外界信号(被测量)的技术光纤传感器始于低损耗光纤问世不久的70年代中期3光纤传感的优点长距离遥测耐高温灵敏度高、响应速度快、动态范围大易于联网无源性耐腐蚀抗电磁干扰5

基本结构光源、信号传输光纤、传感头、光电转换及信号处理6光纤传感器的分类按光纤的功能分：功能型和非功能型功能型——外界信号直接改变光纤的某些传输特征参量非功能型——光纤只起传光作用两者可配合使用7光纤传感器的分类按调制参数分：光强、相位、波长、频率、偏振态光强调制型：受振动、弯曲影响较大光的频率、波长、相位和偏振调制信号都要通过某种转换技术转换成强度信号，才能为光探测器接收8按照被测对象分光纤温度传感器光纤应变传感器光纤压力传感器光纤位移传感器光纤电流传感器光纤陀螺仪医用光纤传感器-折射率、血糖、血氧等10功能型光纤传感器光强调制型相位调制型波长调制型偏振调制型1214分光束参考平衡桥路参考

15时域参考由一脉冲光源，两个部分反射镜，强度调制型光纤传感器和光检测器组成两相邻脉冲功率比值为M:传感头的强度调制系数L：光纤的传输系数，1-吸收系数16双波长参考两束波长不同的光经过相同路径前提：光源光强比值恒定

光在光纤中的传输损失和波长关系不大光检测器灵敏度在两波长相对不变

17相位调制型外界信号通过光纤的力应变效应、热应变效应、弹光效应及热光效应使传感光纤的几何尺寸和折射率等参数发生变化，从而导致光纤中的光相位变化，以实现对光相位的调制18相位调制型光纤Mach-Zehnder干涉仪

20相位调制型-光纤Michelson干涉仪

21偏振调制型偏振调制：外界信号(被测量)通过一定方式，使光纤中光波的偏振面发生偏转(旋光)或产生双折射，导致光的偏振特性变化，通过检测光偏振态的变化获取外界信息。主要利用光纤的磁光效应、弹光效应等物理效应23磁光效应磁致旋光效应(法拉第效应)，是指某些物质在外磁场的作用下，能使通过它的平面偏振光的偏振方向发生旋转旋转角

光束正反两次通过法拉第材料后的总偏振转角不为零，而是两次旋转角的叠加，即2θ。

24偏振调制型探测器不能直接探测光的偏振态，需要将光偏振态的变化转换为光强偏振面旋转角偏振式光强调制26偏振调制型双光路法，即用沃拉

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