光纤传感器基本原理2
由NordriDesign提供
(1)迈克尔逊(Michlson)光纤干涉仪
两相干光的相位差为：
当可移动反射镜每移动△l=λ/2长度，光探测器的输出就从最大值变光纤传感器基本原理2
由NordriDesign提供
(1)迈克尔逊(Michlson)光纤干涉仪
两相干光的相位差为：
当可移动反射镜每移动△l=λ/2长度，光探测器的输出就从最大值变到最小值，再变到最大值，变化一个周期。
▲迈克尔逊全光纤干涉仪的结构：
(2)马赫-泽德(Mach-Zehnder)光纤干涉仪
与迈克尔逊干涉仪之区别：
，利于激光器减少不稳定噪声；
，一为参考光的反射，一为信号光的透射，若需要，可利用这两束光获得第二个输出信号。
▲马赫-泽德全光纤干涉仪的基本结构：
保证全光纤干涉仪的工作点稳定是比较困难的。在零差检测方式中，需要保证两光纤臂间的正交状态。所谓“正交状态”，是指于涉仪的两臂光波间的相对相位为90o。正交检测方式的优点是探测相位灵敏度最高。
(3)赛格纳克(Sagnac)光纤干涉仪
当把这种干涉仪装在一个
可绕垂直于光束平面轴旋转的
平台上，且平台以角速度Ω转
动时，根据赛格纳克效应，两
束传播方向相反的光束到达光
探测器的延迟不同。若平台以
顺时针方向旋转，则在顺时针
方向传播的光较逆时针方向传
播的光延迟。这个相位延迟量
可表示为
▲光纤陀螺仪的结构：
其相移表达式为：
(4)法布里-珀罗(Febry-Perot)光纤干涉仪
这种干涉仪与前几种干涉仪的根本区别是，前几种千涉仪都是双光束干涉，而法布里一琅罗干涉仪是多光束干涉。根据多光束干涉的原理，探测器上探测到的干涉光强的变化为
▲法布里-珀罗光纤干涉仪：
四、频率调制机理
它主要是利用运动物体反射或散射光的多普勒频移
效应来检测其运动速度。
多普勒效应是指当光源和观察者作相对运动时，观
察者按收到的光频率和光源发射的频率不同的现象。
设光源和观察者处于同一位置。如果频率为f的光照射在相对光速度为v的运动物体上，那么观察者接收的运动物体反射光频率f1为
式中，θ是光源至观察着方向与运动方向的夹角。
当光源和观察者处于相对静止的二个位置时，可当作双重多普勒效应来考虑。先考虑从光源到运动体，再考虑从运动体到观察者。
根据上述两式，并考虑v<<c，可近似把双重多普勒频率方程表示为
激光通过偏振分束器和输入光学装置射入多模光纤，光纤的另一端插入流体中以便测量流体或其中粒子运动速度。光在流体中散射，其中一部分散射光被光纤收集，沿光纤返回。散射光是随机偏振光，因此返回光有一部分被偏振分束器反射到光探测器。
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