读书笔记摘抄新闻资讯干涉型光纤感测器
光纤感测器分为传光型（非功能型）和感测型（功能型）两类，而干涉型光纤感测器就属于感测型的光纤感测器，它同时具有光纤感测器和干涉测量的优点。
外部信号作用到干涉型光纤感测器的感测探测部位（通常是单模光纤）会引起干涉信号的相位变化，通过检测光信号相位变化引起的输出效果（例如：光强度）变化，就能够获得被探测对象的相关信息。
基本介绍
- 中文名：干涉型光纤感测器
特性
光纤感测器在建筑、医疗和石油勘探等领域都发挥着举足轻重的作用。与传统感测器相比，光纤感测器具有传输数据量大、抗干扰能力强、灵敏度高、耐腐蚀，以及可构建感测网路等优点，并且可以在低温区、高温区和核辐射区等人无法达到或对人体有害的地方工作。
种类
目前常见的干涉型光纤感测器有如下四种：
- Michelson干涉型光纤感测器
- Mach-Zehnder干涉型光纤感测器
- Sagnac干涉型光纤感测器
- Fabry-Perot干涉型光纤感测器
工作原理
Michelson干涉型光纤感测器
它是由雷射器、耦合器、2根单模光纤（一根作为参考臂，另一根作为测量臂）、2个反射镜（一个与参考臂相连，另一个与测量臂相连）、光电探测器和信号处理系统组成。
- 雷射器发出的雷射经耦合器被分为强度相同的两束后，分别进入参考臂和测量臂。
- 2根单模光纤中的光束经反射镜反射后，重新回到光纤中。当参考臂和测量臂之间的光程差是光源半波长的整数倍时，产生相位增或相位减的干涉条纹。
- 测量臂在被测对象的信号（例如“温度”）的作用下，其传输的光波相位会发生变化，导致参考臂和测量臂所形成的干涉条纹发生光强变化。
- 通过检测光强的强弱变化，获得被测对象的信号量信息。
Mach-Zehnder干涉型光纤感测器
它由雷射器、扩束器、2个显微物镜、2根单模光纤（一根作为参考臂，另一根作为测量臂）、光电探测器和信号处理系统组成。
- 雷射器发出的雷射经过扩束器扩束后，再经分束器分别送入两根长度相同的单模光纤。
- 将两根光纤的输出端合在一起，两束雷射将产生干涉，形成明暗相间的一组条纹后，由光电探测器接收。
- 在测量过程中将参考臂置于恆温器中，参考臂的光程会保持不变，而测量臂在被测对象的信号（例如“温度”）的作用下，其传输的光波相位发生变化，使两条光纤中传输光的相位差发生变化，导致干涉条纹发生移动。
- 通过对干涉条纹的判向和计数，获得被测对象的信号量信息。
Sagnac干涉型光纤感测器
它由雷射器、分束器、多个反射镜、多根单模光纤、光电探测器和信号处理系统组成。根据探测部分形状，反射镜和单模光纤的数量有所不同。例如：探测部分的形状为矩形时，由3个反射镜和4根单模光纤，与分束器一起组成矩形。
- 雷射器发出的雷射经过分束器分为反射和透射两部分，两束雷射由反射镜的反射形成传播方向相反的闭合迴路。
- 两束雷射经各反射镜反射后，在分束器上会合产生干涉，并送入光电探测器。
- 在被测对象的信号（例如“温度”）的作用下，光波相位会发生变化，导致反射光束和透射光束所形成的干涉条纹光强变化。
- 通过检测光强的强弱变化，获得被测对象的信号量信息。
Fabry-Perot干涉型光纤感测器
它是由雷射器、起偏器、显微物镜、压电变换器、1根单模光纤、光电探测器和信号处理系统组成。
- 雷射器发出的雷射经显微物镜进入单模光纤，光纤两端构成多光束干涉腔。
- 将单模光纤的一部分绕在加有50 Hz正弦电压的压电变换器上，使雷射受到调製。
- 在被测对象的信号（例如“温度”）的作用下，光波相位会发生变化。
- 通过检测雷射的相位变化，获得被测对象的信号量信息。