光电式和光导式

关于光电式和光导式第一节光电效应和光电器件

光电效应分为外光电效应和内光电效应。一、外光电效应在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面而向外发射的现象称为外光电效应。向外发生的电子叫做光电子。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。第2页,共87页，2024年2月25日，星期天光电子能否产生，取决于光子的能量是否大于该物体的表面电子逸出功A0。不同的物质具有不同的逸出功，因此对某种材料而言有一个频率限（光频阀值），当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大，也不能激发出电子；反之，当入射光的频率高于此极限频率时，即使光线微弱也会有光电子发射出来，这个频率限称为“红限频率”。红限波长：第3页,共87页，2024年2月25日，星期天当入射光的频率成分不变时，产生的光电流与光强成正比。即光强愈大，意味着入射光子数目越多，逸出的电子数也越多。逸出表面的光电子具有初始动能，即光电器件，即使没加阳极电压，也会有光电流产生，为了使光电流为零，必须加负的截至电压，而且截至电压与入射光的频率成正比。第4页,共87页，2024年2月25日，星期天二、内光电效应当物体受到光照时，其电阻率发生变化，或产生光生电动势的效应叫内光电效应。内光电效应又可分为以下两大类：1.光电导效应；在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，从而引起材料电导率的变化，这种现象被称为光电导效应。——光敏电阻第5页,共87页，2024年2月25日，星期天物理过程：当光照射到光电导体上，若这个光电导体为本征半导体材料，而且光辐射能量又足够强，光电导体材料价带上的电子将被激发到导带上去，从而使导带的电子和价带的空穴增加，致使光导体的电导率变大。导带价带禁带自由电子所占能带不存在电子所占能带价电子所占能带Eg电子能量E电子能级示意图第6页,共87页，2024年2月25日，星期天

为了实现能级的跃迁，入射光的能量必须大于光导材料的禁带宽度：第7页,共87页，2024年2月25日，星期天

材料的光电导性能决定于禁带宽度，对于一种光电导材料，总存在一个照射光临界波长。只有波长小于λc的光照射在光电导体上，才能产生电子能级间的跃进，从而使光电导体的电导率增加。第8页,共87页，2024年2月25日，星期天2.光生伏特效应在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象叫做光生伏特效应。——光电池、光敏二极管、光敏三极管（1）势垒效应（结光电效应）接触的半导体和PN结中，当光线照射到其接触区域时，便引起光电动势，即结光电效应。以PN结为例：光线照射=>光子能量>禁带宽度=>电子跃迁=>电子空穴对=>电子移向N区外侧（空穴移向P区外侧）=>P区带正电，N区带负电=>光电动势。第9页,共87页，2024年2月25日，星期天（2）侧向光电效应当半导体光电器件受光照不均匀时，则将产生浓度梯度而产生光电势，称这种现象为侧向光电效应。当光照部分吸收入射光子的能量产生电子空穴对时，光照部分载流子浓度比未受光照部分的载流子浓度大，就出现了载流子浓度梯度，因而载流子要扩散。如果电子迁移率比空穴大，那么空穴扩散不明显，则电子向未被光照部分扩散，就造成光照射的部分带正电，未被光照部分带负电，光照部分与未被光照部分产生光电势。第10页,共87页，2024年2月25日，星期天光电式传感器的分类：按照用途光电管、光电倍增管光敏电阻、光导管光电池、光电晶体外光电效应器件光电导效应器件光生伏特效应器件按传输方式直射式反射式透镜式光电器件有反射镜式光电器件无反射镜式光电器件第11页,共87页，2024年2月25日，星期天三、外光电效应器件1.光电管：有真空光电管和充气光电管光照在阴极，阳极收集阴极逸出的电子，在外电场作用下形成电流第12页,共87页，2024年2月25日，星期天（2）主要性能

光电器件的性能主要由伏安特性、光照特性、光谱特性、响应时间、峰值探测率和温度特性来描述。第13页,共87页，2024年2月25日，星期天①光电管的伏安特性：在一定的光照射下，对光电器件的阳极所加电压与阳（阴）极所产生的电流之间的关系。

注：真空光电管一般工作在饱和部分。第14页,共87页，2024年2月25日，星期天②光电管的光照特性：指当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系。

光照特性曲线的斜率(光电流与入射光光通量之间比)称为光电管的灵敏度。第15页,共87页，2024年2月25日，星期天②光电管的光谱特性：由于光阴极对光谱有选择特性，因此光电管对光谱也有选择性。保持光通量和阴极电压不变，阳极电流与光波长之间的关系称为光电管的光谱特性。

同一光电管对于不同频率的光的灵敏度不同。对于光阴极材料不同的光电管，有不同的红限频率，用于不同的光谱范围。

光谱特性：对不同波长区域的光，应选用不同材料的光电阴极——光谱响应范围。第16页,共87页，2024年2月25日，星期天第17页,共87页，2024年2月25日，星期天2.光电倍增管第18页,共87页，2024年2月25日，星期天

光电倍增管的工作原理建立在光电发射和二次发射的基础上，获得大的光电流。

结构：(1)光阴极：由半导体光电材料锑铯制成；(2)次阴极（倍增电极）：在镍或铜-铍的衬底上涂上锑铯材料而形成的，次阴极多的可达30级(3)阳极：是最后用来收集电子的，收集到的电子数是阴极发射电子数的105～106倍。即光电倍增管的放大倍数可达几万倍到几百万倍。光电倍增管的灵敏度比普通光电管高几万倍到几百万倍。因此在很微弱的光照时，可产生很大的光电流。第19页,共87页，2024年2月25日，星期天常见的几种光电倍增管结构图第20页,共87页，2024年2月25日，星期天主要参数①倍增系数:等于各倍增电极的二次电子发射系数的乘积。倍增系数与所加电压有关，若电压波动，则倍增系数也波动。②光电阴极灵敏度：一个光子在阴极能打出的平均电子数。

光电倍增管总灵敏度：一个光子在阳极上产生的平均电子数。

极间电压越高，灵敏度越高；但极间电压不能太高，太高反而会使阳极电流不稳。103104105106255075100125极间电压/V

放大倍数光电倍增管的特性曲线第21页,共87页，2024年2月25日，星期天③暗电流：没有光信号输入，加上电压后阳极仍有电流。

本底脉冲：闪烁计数器的暗电流。原因：热电子发射、极间漏电流、场致发射等。一般在使用光电倍增管时，必须把管子放在暗室里避光使用，使其只对入射光起作用；暗电流对于测量微弱光强和精确测量的影响很大，通常可以用补偿电路加以消除。④光电倍增管的光谱特性：与光电管的光谱特性相似——取决于光电阴极的材料性能。第22页,共87页，2024年2月25日，星期天

利用物质在光的照射下电导性能改变或产生电动势的光电器件称内光电效应器件，有光敏电阻、光电池和光敏晶体管等。1.光敏电阻光敏电阻又称光导管，为纯电阻元件，其工作原理是基于光电导效应，其阻值随光照增强而减小。优点：灵敏度高，光谱响应范围宽，体积小、重量轻、机械强度高，耐冲击、耐振动、抗过载能力强和寿命长等。不足：需要外部电源，有电流时会发热。四、内光电效应器件第23页,共87页，2024年2月25日，星期天光敏电阻的结构：管芯是一块安装在绝缘衬底上带有两个欧姆接触电极的光电半导体，一般都做成薄层。为了获得高的灵敏度，电极一般采用硫状图案。第24页,共87页，2024年2月25日，星期天无光照时其阻值很高；当受到光照时，由于光电效应使其导电性能增强，电阻值下降，则流过负载电阻的电流计其两端电压也随之变化。RGRLEI第25页,共87页，2024年2月25日，星期天光敏电阻的特性①暗电阻、亮电阻与光电流

暗电阻：光敏电阻在室温条件下，无光照时测量的电阻值。暗电流：无光照时，在给定电压下流过暗电阻的电流。

亮电阻：光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下的亮电阻。亮电流：在某一光照下，流过此时亮电阻的电流。光电流：亮电流与暗电流之差。光敏电阻的暗电阻越大，而亮电阻越小则性能越好。也就是说，暗电流越小，光电流越大，这样的光敏电阻的灵敏度越高。第26页,共87页，2024年2月25日，星期天②光敏电阻的伏安特性在一定照度下，加在光敏电阻两端的电压与电流之间的关系称为伏安特性。

在给定电压下，光照度越强，光电流越大。在一定的光照度下，所加的电压越高，光电流越大，而且无饱和现象。

注意：电压不能无限地增大，因为任何光敏电阻都受额定功率、最高工作电压和额定电流的限制。CdS光敏电阻的伏安特性第27页,共87页，2024年2月25日，星期天③光敏电阻的光照特性在一定外加电压下，光敏电阻的光电流和光通量之间的关系。通常，光照特性曲线均呈非线性，因此它不宜作定量检测元件，这是光敏电阻的不足之处。一般在自动控制系统中用作光电开关。光敏电阻的光照特性第28页,共87页，2024年2月25日，星期天④光敏电阻的光谱特性：照射光波长与光电流的关系，光谱特性与光敏电阻的材料有关。光敏电阻的光谱特性在选用光敏电阻时，应把光敏电阻的材料和光源结合起来考虑，才能获得满意的效果。第29页,共87页，2024年2月25日，星期天⑤光敏电阻的响应时间和频率特性

光敏电阻产生的光电流有一定的延迟性。不同材料的光敏电阻时延特性不同，所以其频率特性也不同。硫化铅的使用频率范围最大。20406080100I/%f/Hz010102103104硫化铅硫化镉第30页,共87页，2024年2月25日，星期天⑥光敏电阻的温度特性光敏电阻的性能(灵敏度、暗电阻)受温度的影响较大。随着温度的升高，其暗电阻和灵敏度下降，光谱特性曲线的峰值向波长短的方向移动。为了提高灵敏度或为了能够接收较长波段的辐射，将元件降温使用。第31页,共87页，2024年2月25日，星期天2.光电池光电池是利用光生伏特效应直接把光能转变成电能的器件，又称为太阳能电池。光电池常用的材料是硅和硒，也可以使用锗、硫化镉、砷化镓和氧化亚铜等。

硅光电池价格便宜，转换效率高，寿命长，适于接受红外光。硒光电池光电转换效率低(0.02％)、寿命短，适于接收可见光(响应峰值波长0.56μm)，最适宜制造照度计。砷化镓光电池转换效率比硅光电池稍高，光谱响应特性则与太阳光谱最吻合。且工作温度最高，因此，它在宇宙飞船、卫星、太空探测器等电源方面的应用是有发展前途的。第32页,共87页，2024年2月25日，星期天目前，应用最广、最有发展前途的是硅光电池。硅光电池是用单晶硅制成，在一块N型硅片上用扩散的方法掺入一些P型杂质而形成一个大面积的P-N结，P层做得很薄，从而使光线能穿透照到P-N结上。第33页,共87页，2024年2月25日，星期天第34页,共87页，2024年2月25日，星期天第35页,共87页，2024年2月25日，星期天第36页,共87页，2024年2月25日，星期天第37页,共87页，2024年2月25日，星期天第38页,共87页，2024年2月25日，星期天第39页,共87页，2024年2月25日，星期天第40页,共87页，2024年2月25日，星期天3.光敏二极管和光敏三极管光敏二极管和光敏三极管的结构及图示第41页,共87页，2024年2月25日，星期天光敏二极管

光敏二极管和光电池一样，其基本结构也是一个PN结。它和光电池相比，重要的不同点是结面积小，因此它的频率特性特别好。光生电势与光电池相同，但输出电流普遍比光电池小，一般为几μA到几十μA。按材料分，光电二极管有硅、砷化镓、锑化铟光敏二极管等许多种。按结构分，有同质结与异质结之分。其中最典型的是同质结硅光敏二极管。第42页,共87页，2024年2月25日，星期天

光电二极管的P-N结装在管的顶部,上面有一个透镜制成的窗口，以便入射光集中在P-N结；光电二极管使用时往往工作在反向偏置状态。光敏二极管的电路连接图

光敏二极管在没有光照射时，反向电阻很大，反向电流很小。反向电流也叫做暗电流．当光照射时，光敏二极管的工作原理与光电池的工作原理很相似，其处于导通状态。当光不照射时，光敏二极管处于载止状态。光敏二极管的光电流I与照度之间呈线性关系。第43页,共87页，2024年2月25日，星期天（2）高速光电二极管提高光电传感器的响应速度①PIN结光电二极管PIN管的结构特点：(1)在P和N之间增加了一层很厚的高电阻率本征半导体(I)。(2)将P层做得很薄。因此当有光照时，耗尽层加宽，PN结内电场加强，从而加速了光电子的定向运动，缩短了漂移时间，因而提高了响应速度。广泛应用于光通信和光信号检测技术。第44页,共87页，2024年2月25日，星期天②雪崩式光电二极管（APD）

雪崩光电二极管是利用PN结在高反向电压下产生的雪崩效应来工作的一种二极管。

特点：在PN结的P型区外侧增加一层掺杂浓度极高的P+层。

APD的响应时间极短，灵敏度很高，它在光通信中应用前景广阔。第45页,共87页，2024年2月25日，星期天（3）光敏三极管光敏三极管有PNP型和NPN型两种，其结构与一般三极管很相似，具有电流增益；只是它的发射极很大,以扩大光的照射面积，且其基极无引出线。当集电极加上正电压，基极开路时，集电结处于反向偏置状态。光敏三极管的电路连接图第46页,共87页，2024年2月25日，星期天第47页,共87页，2024年2月25日，星期天第48页,共87页，2024年2月25日，星期天二极管的光电流与所加偏压几乎无关——恒流源。三极管的偏压对光电流有明显的影响，当光照度保持一定，偏压较小时，光电流随着偏压的增大而增大，偏压增大到一定程度时，光电流处于近似饱和状态。第49页,共87页，2024年2月25日，星期天第50页,共87页，2024年2月25日，星期天第51页,共87页，2024年2月25日，星期天第二节固态图像传感器

固态图象传感器由光敏元件阵列和电荷转移器件集合而成。它的核心是电荷转移器件CTD,最常用的是电荷耦合器件CCD。CCD自1970年问世以后，由于它的低噪声等特点，CCD图象传感器广泛的被应用在微光电视摄像、信息存储和信息处理等方面。（1）线型CCD图像传感器（2）面型CCD图像传感器（3）新型高清晰度图像传感器第52页,共87页，2024年2月25日，星期天P型Si耗尽区电荷转移方向Ф1Ф2Ф3输出栅输入栅输入二极管输出二极管SiO2CCD的单元结构和基本原理CCD的MOS结构电荷定向转移的控制方法：二相、三相等。第53页,共87页，2024年2月25日，星期天P1P1P2P2P3P3P1P1P2P2P3P3P1P1P2P2P3P3P1P1P2P2P3P3t=t0t=t1t=t2t=t3Ф1Ф2Ф3t0t1t2t3Ф0电荷转移过程

三相控制是在线阵列的每一个像素上有三个金属电极P1,P2,P3,依次在其上施加三个相位不同的控制脉冲Φ1,Φ2,Φ3。CCD电荷的注入通常有光注入、电注入和热注入等方式。这里采用电注入方式。当P1极施加高电压时，在P1下方产生电荷包（t=t0）；当P2极加上同样的电压时，由于两电势下面势阱间的耦合，原来在P1下的电荷将在P1、P2两电极下分布（t=t1）；当P1回到低电位时，电荷包全部流入P2下的势阱中（t=t2）。然后，p3的电位升高，P2回到低电位，电荷包从P2下转到P3下的势阱（t=t3），以此控制，使P1下的电荷转移到P3下。随着控制脉冲的分配，少数载流子便从CCD的一端转移到最终端。终端的输出二极管搜集了少数载流子，送入放大器处理，便实现电荷移动。第54页,共87页，2024年2月25日，星期天转移栅光积分单元不透光的电荷转移结构光积分区输出转移栅(a)(b)线型CCD图像传感器输出线型CCD图像传感器基本结构

线型CCD图像传感器由光敏区、转移栅、CCD、偏置电荷注入电路、信号读出电路组成。线型CCD有单边传输结构和双边传输结构，转移效率单边的比双边的差。第55页,共87页，2024年2月25日，星期天面型CCD图像传感器基本结构面型CCD图像传感器由感光区、信号存储区和输出转移部分组成。面型CCD能够检测二维的平面图像。根据传输和读出方式不同，面型CCD主要有行传输、行间传输两种。主要有以下三种典型结构。第56页,共87页，2024年2月25日，星期天二相驱动视频输出

行扫描发生器输出寄存器检波二极管二相驱动感光区该结构由行扫描电路、垂直输出寄存器、感光区和输出二极管组成。行扫描电路将光敏元件内的信息转移到水平（行）方向上，由垂直方向的寄存器将信息转移到输出二极管，输出信号由信号处理电路转换为视频图像信号。这种结构易于引起图像模糊。第57页,共87页，2024年2月25日，星期天沟阻P1

P2P3P1

P2P3P1

P2P3

感光区

存储区析像单元

视频输出输出栅串行读出该结构增加了具有公共水平方向电极的不透光的信息存储区。在正常垂直回扫周期内，具有公共水平方向电极的感光区所积累的电荷同样迅速下移到信息存储区。在垂直回扫结束后，感光区回复到积光状态。在水平消隐周期内，存储区的整个电荷图像向下移动，每次总是将存储区最底部一行的电荷信号移到水平读出器，该行电荷在读出移位寄存器中向右移动以视频信号输出。当整帧视频信号自存储移出后，就开始下一帧信号的形成。该CCD结构具有单元密度高、电极简单等优点，但增加了存储器。第58页,共87页，2024年2月25日，星期天光栅报时钟二相驱动输出寄存器检波二极管

视频输出垂直转移寄存器感光区二相驱动该结构是用得最多的一种结构形式。它将结构b中感光元件与存储元件相隔排列。即一列感光单元，一列不透光的存储单元交替排列。在感光区光敏元件积分结束时，转移控制栅打开，电荷信号进入存储区。随后，在每个水平回扫周期内，存储区中整个电荷图像一次一行地向上移到水平读出移位寄存器中。接着这一行电荷信号在读出移位寄存器中向右移位到输出器件，形成视频信号输出。这种结构的器件操作简单，但单元设计复杂，感光单元面积减小，图像清晰。第59页,共87页，2024年2月25日，星期天新型高清晰图像传感器简介光电导涂层固体摄像器件（PSID）：是一种既具有小的像素面积又能提高灵敏度和宽动态范围的高清晰固体摄像机。工艺：利用Hg（汞）-敏化光-CVD（化学气相淀积）方法制作应用：HDTV摄像和数码照相机第60页,共87页，2024年2月25日，星期天CCD图像传感器的工作原理一个完整的CCD器件由光敏元、转移栅、移位寄存器及一些辅助输入、输出电路组成。CCD工作时，在设定的积分时间内，光敏元的电荷在转移栅信号驱动下，转移到CCD内部的移位寄存器相应单元中。移位寄存器在驱动时钟的作用下，将信号电荷顺次转移到输出端。输出信号可接到示波器、图像显示器或其他信号存储、处理设备中，可对信号再现或进行存储处理。第61页,共87页，2024年2月25日，星期天第三节光导式（光纤）传感器光导式传感器实际是利用光在光纤中传导引起光的特性发生变化而研制的一种传感器。光导式传感器的核心是光导纤维。光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质。它同时具有光纤及光学测量的特点。

①电绝缘性能好。②抗电磁干扰能力强。③非侵入性。④高灵敏度。⑤容易实现对被测信号的远距离监控。光纤传感器可测量位移、速度、加速度、液位、应变、压力、流量、振动、温度、电流、电压、磁场等物理量。第62页,共87页，2024年2月25日，星期天一、光纤结构光纤是用光透射率高的电介质(如石英、玻璃、塑料等)构成的光通路。它是一种多层介质结构的圆柱体，由纤芯、包层和护层组成。第63页,共87页，2024年2月25日，星期天斯乃尔定理(1)

当光由光密物质(折射率大)入射至光疏物质时发生折射，其折射角大于入射角，即n1＞n2时，θr＞θi。

可见，入射角θi增大时，折射角θr也随之增大，且始终θr＞θi。n1sinθi=n2sinθr(2)当θr=90º时，θi仍＜90º，此时，出射光线沿界面传播，称为临界状态。sinθr＝sin90º＝1==>

sinθi0=n2/n1

==>

θi0=arcsin(n2/n1)n1n2θrθi(b)临界状态示意图

n1n2θrθi(a)光的折射示意图n1n2θrθi(c)光全反射示意图(3)当θi＞θi0并继续增大时，θr＞90º，这时便发生全反射现象，其出射光不再折射而全部反射回来。式中：θi0——临界角第64页,共87页，2024年2月25日，星期天二、光纤的传光原理光线在纤芯和包层的界面上不断地产生全反射而向前传播，光在光纤内经过若干次的全反射，光就能从光纤的一端以光速传播到另一端，这就是光纤传光的基本原理。第65页,共87页，2024年2月25日，星期天三、光纤分类按光纤折射率的分布函数高纯度石英玻璃纤维多组分玻璃光纤塑料光纤按材料阶跃型梯度型按传输模数单模光纤多模光纤按用途通信光纤非通信光纤第66页,共87页，2024年2月25日，星期天四、光纤传感器基本工作原理及类型1.光纤传感器基本工作原理将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等）发生变化，成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器，经解调器解调后，获得被测参数。第67页,共87页，2024年2月25日，星期天2.光纤传感器的类型传光型——非功能型光纤传感器。此时，光纤仅作为传播光的介质。对外界信息的感觉功能由其他物理性质的功能元件完成。第68页,共87页，2024年2月25日，星期天传感型——功能型光纤传感器。此时，光纤不仅起传光的作用，而且还利用光纤在外界因素（弯曲、相变）的作用下，其光学特性（光强、相位、偏振态等）的变化来实现传和感的功能。第69页,共87页，2024年2月25日，星期天五、光纤传感器的调制器原理光的调制和解调可分为：强度、相位、偏振、频率和波长等方式。光的调制过程就是将一携带信息的信号叠加到载波光波上；完成这一过程的器件叫做调制器。在光纤传感器中，光的解调过程通常是将载波光携带的信号转换成光的强度变化，然后由光电探测器进行检测。第70页,共87页，2024年2月25日，星期天1.强度调制

光纤传感器中光强度调制是被测对象引起载波光强度变化，从而实现对被测对象进行检测的方式。光强度变化可以直接用光电探测器进行检测。

外界物理量

光强的变化第71页,共87页，2024年2月25日，星期天强度调制方法之一：小线性位移和角位移调制方法。

使用两根光纤，一为光的入射光纤，一为调制后光的出射光纤。通常入射光纤不动，外界因素使得出射光纤作横向或纵向位移或移动，于是出射光纤输出的光强被其位移所调制。第72页,共87页，2024年2月25日，星期天强度调制方法之二：微弯损耗光强调制。

根据模态理论，当光纤轴向受力而微弯时，光纤中的部分光会折射到纤芯的包层中去，不产生全反射，这样将引起纤芯中的光强发生变化。因此，可通过对纤芯或包层的能量变化来测量外界力如应力、重量、加速度等物理量。第73页,共87页，2024年2月25日，星期天强度调制方法之三：吸收特性的强度调制。

通过不同材料的光纤对不同射线的敏感程度不一样这一特性，可鉴别不同的射线。第74页,共87页，2024年2月25日，星期天2.波长调制和频率调制利用外界因素改变光纤中光的波长或频率，然后，通过检测光纤中的波长或频率的变化来测量各种物理量的原理，分别称为波长调制和频率调制。3.相位调制利用外界因素改变光纤中光波的相位，通过检测光波相位变化来测量物理量的原理称为相位调制。4.时分调制利用外界因素调制返回信号的基带频谱，通过检测基带的延迟时间、幅度大小的变化来测量各种物理量的大小和空间分布的方法，称为时分调制。第75页,共87页，2024年2月25日，星期天5.偏振调制光在传播中，光波的电场矢量和磁场矢量的大小不变，而振动方向绕传播轴均匀地转动，矢量端点轨迹为一个圆，这种光称为圆偏振光。如果矢量轨迹为一个椭圆，这种光称为椭圆偏振光。如果自然光在传播过程中，收到外界的作用而造成各个振动方向上强度不等，使某一方向的振动比其他方向占优势，所造成的这种光称为部分偏振光。如果外界作用使自然光的振动方向只有一个，造成的光称为完全偏振光。光纤传感器中的偏振调制器常用电光、磁光、光弹等物理效应进行调制。第76页,共87页，2024年2月25日，星期天（1）法拉第效应当平面偏振光在磁场作用下，使偏振光的振动面发生旋转，这种现象称为法拉第效应。第77页,共87页，2024年2月25日，星期天（2）普克尔（Pockels）效应当压电片受光照射并在其正交的方向上加以高压，晶体将呈现双折射现象，这种现象称为Pockels效应。第78页,共87页，2024年2月25日，星期天O光e-光双折射双折射双折射方解石自然光第79页,共87页，2024年2月25日，星期天（3）光弹效应在垂直于光波传播方向上施加应力