干涉光纤传感器.ppt

干涉光纤传感器
原子前后发出的两列光波相互独立  没有固定的位相关系
两个发光原子同时发出的波列形成的干涉图样只能在极短的时间内存在
接收器只能记录到强度的平均值
*相干条件（产生干涉的条件）
在观察时间内，许多波列都通过P点
如果各时刻到达的波列的位相差δ无规则变化，则

P点是任意的  不发生干涉现象。
如果两光波的位相δ固定不变，则有
干涉的三个必要条件
两叠加光波的位相差固定不变
振动方向相同
频率相同
定义：相干光波、相干光源
补充条件
利用原子发出的同一波列
光程差要小于波列长度
相干条件
光纤中的相位调制
应力/应变调制
温度调制
可以转化的调制
相位调制机理
应力应变效应
通过长L的光纤，出射光波的相位延迟：
光波在外界因素影响下的相位变化：
材料折射率变化与应变的关系
应变效应
光弹效应
泊松效应
传感机理
水和空气对应的分别为6×10-6K/Pa和9×10-2K/Pa
说明：
水声传感时 温度变化项完全可以忽略
裸光纤放在空气中时 温度变化项反而是压力变化项的2×103倍  灵敏度比水声高一个数量级
相位调制机理
温度应变效应－类似于应力应变效应
仅考虑径向折射率变化时：
对于四层光纤，考虑边界条件：
相位调制机理
多层结构的考虑：
纤芯、包层、衬底、一次涂敷、二次涂敷…
结论：
二次涂敷对单模光纤的灵敏度影响最大。
MZ干涉仪中，声压力产生的温度效应
实现应变的方法：
PZT
光纤
光纤干涉仪的类型
Mach-Zehnder干涉仪和Michelson干涉仪
Fabry-Perot干涉仪
Sagnac干涉仪（环形腔）
相位压缩原理与微分干涉仪
白光干涉
干涉测量原理
双光束干涉：
多光束干涉
结论
R：反射率；φ：相邻光束的相位差