30传输光的调制技术（1）.docx

9.2传输光的调制技术(1)主要内容教学目标:1.掌握光纤传感器的结构原理和分类;2.掌握光强度调制的原理及主要调制方式教学内容:1.从光纤传感器的结构入手,分析其基本测量原理;2.从光纤在光纤传感器中的作用入手，介绍其分类;3.介绍光强度调制的基本原理及主要调制方式1.光纤传感器结构原理把被测量的状态转变为可测的光信号的装置光纤敏感元件光发送器：光源，一般为发光二极管或鸨丝灯泡等 敏感元件：可以是光纤，也可以是非光纤光受信器：某种光电器件光受到被测量的调制，已调光经光纤耦合到光接收器, 使光信号变为电信号，经信号处理系统得到被测量光纤传感器光学测量的基本原理光就是一种电磁波光的电矢量:E = 8 sin（初+ 9）B:电场E的振幅； 3：光波的振动频率0 :光相位； t ：光的传播时间 调制的被测量: 光的强度、偏振态(矢量B的方向)、频率和相位 调制方式: 光的强度调制、偏振调制、频率调制和相位调制光纤在传感器中的作用光发送器光纤敏感元件信号处理光受信器功能型光发送器光纤光敏感元件信号处理非功能型光受信器(b)光发送器信号处理光受信器耦合器光纤被测对象拾光型(C)(a)功能型(全光纤型)光纤传感器 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。

即利用外界物理因素改变光纤中 的光强度、相位、振幅和波长(频率)，从而对外界物 理量进行检测和数据传输优点：结构紧凑、灵敏度高缺点：须用特殊光纤，成本高 典型例子：光纤陀螺、光纤水听器等光发送器 光纤敏感元件f信号处理光受信器（b）非功能型（或称传光型）光纤传感器光纤在其中仅起导光作用，光照在光纤型敏感元件上受 被测量调制即利用其它敏感元件感受被测物理量，而 后用光纤进行信息传输优点：无需特殊光纤及特殊技术，容易实现，成本低缺点：灵敏度较低实用化的大都是非功能型的光纤传感器光发送器光纤光敏感元件信号处理光受信器(C用光纤作为探头，接收由被测对象辐射或被其反射、散 射的光典型例子:光纤激光多普勒速度计辐射式光纤温度传感器光发送器耦合器光纤—被测对象信号处理光受信器2利用被测对象的变化引起敏感元件的折射率、吸收或反射等 参数的变化，导致光强度变化来实现检测的传感器内调制：发生在光纤内部，是通过光纤本身特性改变来实现光强 度的调制，属于功能型光纤林感器外调制：调制过程发生在光纤之外的环节，此时光纤只作传光媒 质，属于非功能型光纤传感器或传光型光纤传感器调制方式:微弯调制；反射调制；透射调制O1)微弯调制当光纤发生弯曲时，将引起界面入射角e发生变化，若 当evem时，入射到界面的光将发生折射而形成辐射模，引起纤芯中传导模强度减小。

光纤77/////////////////T7纤芯2)透射调制发射光纤接收光纤遮光盘在发射光纤和接受光纤之间插入被测对象，当发射光强 度一定时，被测对象的变化将引起接收光强度的变化， 因而被测对象起到了光强度透射调制的作用3) 反射调制接收光纤接收到的光强度，将直接受被测物端面对光 的反射将性调葡通常被测物表面涂有反光物而形成反光面，当发射光 强度一定时，接收光强度的大小将由反光面到光纤端 面的距离x来调制强度调制总结利用被测对象的变化引起敏感元件参数的变化，而导致光强度变化来实现敏感测量的传感器应用：压力、振动、位移优点：结构简单、容易实现、成本低缺点：易受光源波动和连接器损耗变化等的影响1. 介绍光纤传感器的基本结构原理;2. 根据光纤在光纤传感器中的作用，对光纤传感 器进行分类；3. 介绍光幅度调制的基本原理及主要调制方式。