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的,传递的光波之间的干预所产生的横向强度分布叫模式。
阶跃型的圆筒波导内传播的模式数量可以简单表示为
V=
式中:d为光纤芯直径;为光波波长
3、传播损耗
由于光纤纤芯材料的吸收、散射,光纤弯曲处的辐射损耗等的影响,光信号在光纤中的传播不可防止的要有损耗。以A来表示传播损耗〔单位dB〕,那么:
A = aI = 20lg
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式中:I为光纤长度;a为单位长度的衰减;为光导纤维输入端光强;为光导纤维输出端光强。
三、根据光纤在传感器中的作用,光纤传感器可以分为三大类
一类是功能型传感器; 二类是非功能型传感器;还有最后一类是拾光型光纤传感器。
1、功能型传感器
功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件, 被测量对光纤内传输的光进行调制, 使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化, 再通过对被调制过的信号进行解调, 从而得出被测信号。光纤在其中不仅是导光媒质,而且也是敏感元件,光在光纤内受被测量调制,多采用多模光纤。
优点:结构紧凑、灵敏度高。缺点:须用特殊光纤,本钱高, 典型例子:光纤陀螺、光纤水听器等
图〔2〕功能型传感器的工作方式
2、非功能型传感器
非功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化, 光纤仅作为信息的传输介质,常采用单模光纤。光纤在其中仅起导光作用,光照在光纤型敏感元件上受被测量调制。
优点:无需特殊光纤及其他特殊技术;比拟容易实现,本钱低。 缺点:灵敏度较低。
实用化的大都是非功能型的光纤传感器。光纤传感器是最近几年出现的新技术,可以用来测量多种物理量,比方声场、电场、压力、温度、角速度、加速度等,还可以完成现有测量技术难以完成的测量任务。在狭小的空间里,在强电磁干扰和高电压的环境里,光纤传感器都显示出了独特的能力。三、拾光型光纤传感器。用光纤作为探头,接受由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。典型的例子:光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感器等。
3、拾光型光纤传感器
用光纤作为探头,接收由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。其典型例子如:光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感器等。
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四、光纤传感器应用的领域
温度的检测,压力的检测,液位、流量、流速的检测。
1、光纤高温测量系统
的
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