第10章常用(chánɡyònɡ)传感器简介第一页，共四十一页。www.seu.edu.cn光调制与解调(jiědiào)技术1.2第10章常用(chánɡyònɡ)传感器简介光纤传感器基础12光纤传感器实例(shílì)34.4光栅传感器34第二页，共四十一页。www.seu.edu.cn第10章光纤传感器光纤有很多的优点，用它制成的光纤传感器（FOS）与常规传感器相比也有很多特点：抗电磁干扰能力强、高灵敏度、耐腐蚀、可挠曲、体积小、结构简单、以及与光纤传输线路相容等。光纤传感器可应用于位移、振动、转动、压力、弯曲(wānqū)、应变、速度、加速度、电流、磁场、电压、湿度、温度、声场、流量、浓度、pH值等70多个物理量的测量，且具有十分广泛的应用潜力和发展前景。第一节光纤传感器基础(jīchǔ)第三页，共四十一页。www.seu.edu.cn第9章光纤传感器一.光纤的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(gòuchéng)的光通路。光纤的结构如图9.1所示，它由折射率n1较大(光密介质)的纤芯，和折射率n2较小(光疏介质)的包层构成的双层同心圆柱结构。图9.1光纤的基本结构(jiégòu)与波导第四页，共四十一页。www.seu.edu.cn第10章光纤传感器光的全反射现象是研究光纤传光原理的基础。根据几何(jǐhé)光学原理，当光线以较小的入射角θ1由光密介质1射向光疏介质2(即n1＞n2)时(见图9.2)，则一部分入射光将以折射角θ2折射入介质2，其余部分仍以θ1反射回介质1。图9.2光在两介质界面上的折射(zhéshè)和反射第五页，共四十一页。www.seu.edu.cn第10章光纤传感器当θ1角逐渐增大，直至θ1=θc时，透射入介质(jièzhì)2的折射光也逐渐折向界面，直至沿界面传播(θ2=90°)。对应于θ2=90°时的入射角θ1称为临界角θc；由式(9-1)则有由图(9.1)和图(9.2)可见，当θ1＞θc时，光线将不再折射入介质2，而在介质(纤芯)内产生连续向前的全反射，直至由终端面射出。这就是光纤传光的工作基础。第六页，共四十一页。www.seu.edu.cn第10章光纤传感器9光纤按纤芯和包层材料性质非类，有玻璃光纤和塑料光纤两类；按折射率分有阶跃型和梯度型二种，如图9.3所示。阶跃型光纤纤芯的折射率不随半径(bànjìng)而变；但在纤芯与包层界面处折射率有突变。梯度型光纤纤芯的折射率沿径向由中心向外呈抛物线由大渐小，至界面处与包层折射率一致。因此，这类光纤有聚焦作用；光线传播的轨迹近似于正弦波，如图9.4所示。光纤的另一种分类方法是按光纤的传播模式来分，可分为多模光纤和单...
