一、光纤数值孔径测试实验系统实验目的
1.了解实验系统的基本构造和原理,熟悉各个部分,学习和掌握正确使用方法。
2.了解和掌握、最基本的光纤位移传感器的原理和使用方法。
3.了解和掌握光纤数值孔径的几种测试方法。
二、光纤数值孔径测试实验系统实验仪器
实验仪器包括光纤数值孔径测试试验系统主机、反射式光纤位移传感器、对射式光纤位移传感器、二维调节架、准三维调节架、反射镜、带刻度白屏及光学导轨等。
其中,主机面板上的发射法兰盘内置的亮白光LED,电流调节是调节LED的工作电流,并通过数显电流表显示其大小,(0-15mA)。接收法兰盘内置高灵敏度光敏二极管,用以接收光纤传感器接收到的光强,并通过相关的电路将所接收到的光强转换为相应的电压值,通过数显电压表显示。电压表量程分三档,分别是0.2V(200mV),2V和20V。二维调节架固定反射式光纤传感器的发射/接收探头端。二维三维调节架上根据需要可分别插入反射镜,白屏及对射单芯光纤。
三、实验原理
1.光纤传感技术的形成及其特点
光纤传感技术是一门崭新的技术,是传感器的新成就。是随着光导纤维实用化和光通信技术的发展而形成的。
光纤作为远距离传输光波信号的媒质,最早用于光通信技术中。但是,在实际光通信过程中发现,光纤受到外界环境因素的影响,如压力、温度、电场、磁场等环境条件变化时,将引起光纤传输的光波量,如光强、相位、频率、偏振态等变化。因此,科技人员推测,如果能测出光波量的大小,就可以知道导致这些光波量变化的压力、温度、电场、磁场等物理量的大小,于是就出现了光纤传感技术。
光纤传感器与传统的传感器相比有许多特点,如灵敏度高,结构简单,体积小,耗电量少,耐腐蚀,绝缘性好,光路可弯曲,以及便于实现遥测等。因此它一出现就受到广泛重视,而且发展很快。
光纤传感技术是一门多学科性科学,它涉及知识面广泛,如纤维光学、光电技术、弹性力学、电磁学、电子技术和微型计算机应用等。而我们本实验只是从实用角度出发,用易于理解的方式阐明理论,重点是放在应用上,严格的理论证明请查阅有关文献。
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