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              5. 光纤白光干涉丈量技巧

                作者:佚名 来源:网络文档 时光:2018-12-04 10:57 浏览:394 [投稿]
                本论文分别阐述了扫描白光干涉丈量技巧和光谱域光纤白光干涉丈量技巧的道理与研究近况,分析和总结了不合的光纤白光干涉丈量的构造和特点。

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                光纤干涉型传感器是光纤传感器中的一个重要分支,而白光干涉丈量技巧是一种被广泛利用的威尼斯国际娱乐网站干涉丈量技巧。白光干涉丈量技巧利用于光纤干涉型传感器,可以或许丈量光纤干涉仪的绝对光程差,且动态丈量范围大年夜,丈量分辨率高。本论文分别阐述了扫描白光干涉丈量技巧和光谱域光纤白光干涉丈量技巧的道理与研究近况,分析和总结了不合的光纤白光干涉丈量的构造和特点。

                关键词:光纤传感器;光纤干涉仪;白光干涉丈量术; 

                1、绪论

                光纤传感技巧是20世纪70 年代末新兴的一项技巧,最近几年来,光纤传感技巧在现代科技范畴及实际利用中占领十分重要的地位。光纤具有体积小、质量轻、抗电磁干扰、防腐化、电绝缘性好、灵敏度高等长处,可以构成传感网络。光纤传感器的重要工作道理[1]是将来自光源的光旌旗灯号经过光纤送入调制器,待测物理量与光产生相互感化后,导致光的部份威尼斯国际娱乐网站性质产生变更(例如光的波长、强度、频率、偏振态、相位等),称为被调制的光旌旗灯号,旌旗灯号光再经过光纤送入光探测器经过过程解调后取得被测参数。

                光纤传感器平日可以分为强度调制型光纤传感器,光纤光栅传感器(波长调制型),和干涉型光纤传感器(相位调制型)。干涉型光纤传感器的重要构造为光纤干涉仪,包含法布里-珀洛(Fabry-Perot)干涉仪,马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪,迈克耳逊(Michelson)干涉仪和萨格奈克(Sagnac)干涉仪。外界被测物理量的变更改变光纤干涉仪的光程差,导致干涉旌旗灯号的相位的变更,从而实现了相位调制。经过过程干涉丈量技巧将干涉型光纤传感器输出的干涉旌旗灯号的相位解调出来,从而可以取得被测物理量的绝对值或变更量。光纤白光干涉道理与技巧的成长既取决于基本理论上的深刻熟悉, 又受益于技巧上重大年夜进步的启发, 在社会成长需求的牵引下, 历经了几十年的研究与积淀, 在传感技巧、计量与丈量学、生物学和医学与临床利用等范畴取得了较大年夜的进步, 取得了广泛的利用。在该技巧成长过程当中, 以下是具有里程碑意义的事宜。

                1955 年, E .Wolf 和Blanc-Lapierre 分别自力建立了部份相干光理论, 引进了接洽关系函数[2] ;对接洽关系函数的深刻熟悉与体系研究, 奠定了白光干涉的理论基本1983 年, Brian Culshaw 课题组[3] 初次报导了基于白光干涉道理在光纤传感中的利用;开启了光纤白光干涉传感技巧的研究偏向。1991 年,Huang等[4]初次展示了基于白光干涉的二维层析成像办法;成为威尼斯国际娱乐网站相干层析成像术(OCT)技巧的研究开端。2003 年,E .Wo lf[5] 对部份偏振光的相干特点进行分析时, 指出了干涉的根本感化。2005 年, P .Refregier 等[6] 提出了一种丈量相干特点具有的一般不变性的新办法, 称为内禀相干不变性理论;深化并拓展白光干涉理论的内涵, 被用于解决旌旗灯号处理过程当中偏振阑珊的问题, 进一步导致了光纤白光干涉偏振传感解调新技巧的成长。

                2、光纤白光干涉丈量技巧

                白光干涉丈量技巧也称为低相干丈量办法,是一种被广泛利用的威尼斯国际娱乐网站干涉丈量技巧。根据光纤白光干涉体系的不合构造,光纤白光干涉丈量技巧可以分为两类,一类是基于扫描干涉仪的扫描光纤白光干涉丈量技巧,另外一类是光谱域光纤白光干涉丈量技巧。扫描光纤白光干涉丈量技巧须要一套接收干涉仪在白光干涉体系的接收端扫描传感光纤干涉仪的光程[7-8]。当传感光纤干涉仪和接收干涉仪的光程差相等时干涉条纹出现最大年夜值。光谱域光纤白光干涉丈量技巧是经过过程丈量干涉光谱来丈量光纤干涉仪的光程差。它的丈量道理是用宽带光源输出一束宽带光注入干涉仪,用光谱仪在干涉仪的输出端检测干涉仪的光谱输出,经过过程分析干涉仪输出的白光光谱,便可以够丈量出干涉仪的光程差[9-10]。

                2.1  扫描光纤白光干涉丈量技巧

                扫描光纤白光干涉丈量体系平日由传感干涉仪(Sensing Interferometer, SI)和本地接收干涉仪(Local Receiving Interferometer, LRI)构成,如图1所示。


                图1.扫描白光干涉丈量仪的道理与构造

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