光器件及基本的光測量-資料下載頁

　　

【正文】 ，即在空間上可以分離開來。 1 2 環(huán)形器 3 3 環(huán)形器 Institude of Lightwave Technology光功率的檢測 光纖損耗的檢測 光譜的檢測 光相位的檢測 Institude of Lightwave Technology光譜的測量 O C S U L E Typical fiber loss spectrum over transmission bands, mainly linked to silica glass properties. 0 1250 1350 1450 1550 1650 Wavelength (nm) Fiber loss (dB/km) ? Loss has to be controlled over a wide spectrum. Institude of Lightwave Technology將復(fù)色光分離成光譜的光學(xué)儀器。光譜儀有多種類型 按色散元件的不同可分為棱鏡光譜儀、光柵光譜儀和干涉光譜儀等。 單色儀 是只輸出單色譜線的光譜儀器，常與其他分析儀器配合使用。 光譜儀的原理 Institude of Lightwave TechnologySingle pass monochromator ? Limited closein dynamic range ? Fast sweeping Institude of Lightwave Technology用單色儀進(jìn)行波長掃描，同時 對輸出光功率進(jìn)行檢測和記錄。 Institude of Lightwave Technology色散 Institude of Lightwave Technology色散 Institude of Lightwave Technologyo P 焦距 f 縫平面 G 透鏡L d ??k=0 k=1 k=2 k=3 k=1 k=2 k=3 Institude of Lightwave Technology衍射光柵 Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology光功率的檢測 光纖損耗的檢測 光譜的檢測 光相位的檢測 Institude of Lightwave Technology 光纖相位傳感器要求有相應(yīng)的干涉儀來完成相位檢測過程。對于一個相位調(diào)制干涉型光纖傳感器，敏感光纖和干涉儀缺一不可。敏感光纖完成相位調(diào)制任務(wù)，干涉儀完成相位 — 光強(qiáng)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。 相位檢測與光纖干涉儀 Institude of Lightwave Technology118 Institude of Lightwave Technology常數(shù)位相差恒定，振動方向相同，頻率相同，??????212121)3( ????AA21 AA( 2 )0。( 1 )干涉條件（必要條件）： 補(bǔ)充條件： 疊加光波的光程差不超過波列的長度 滿足干涉條件的光波，叫相干光波； 其光源稱為相干光源。 相干光波和相干光源 )rr(k 21 ??注意：干涉的光強(qiáng)分布只與光程差 有關(guān) Institude of Lightwave Technology激光的相干性強(qiáng) 相干長度：單色性越好，相干長度越長 普通光源 ——幾厘米 激光可達(dá) ——105千米 Institude of Lightwave Technology 在光波的干涉測量中，傳播的光波可能是兩束或多束相干光。 例如，設(shè)有光振幅分別為 A1和 A2的兩個相干光束。如果其中一束光的相位由于某種因素的影響受到調(diào)制，則在干涉域中產(chǎn)生干涉。干涉場中各點(diǎn)的光強(qiáng)可表示為 Institude of Lightwave Technology一、 馬赫 — 澤德 (Mach— zehnder)光纖干涉儀 Institude of Lightwave Technology保證全光纖干涉儀的工作點(diǎn)穩(wěn)定是比較困難的。在零差檢測方式中，需要保證兩光纖臂間的正交狀態(tài)。所以系統(tǒng)要求環(huán)境溫差不能太大。 Institude of Lightwave Technology“ 正交狀態(tài)”是指干涉的兩臂光波間的相對相位為 90176。正交檢測方式的優(yōu)點(diǎn)是探測相位靈敏度最高。 Institude of Lightwave Technology二、 邁 克 爾遜 (Michlson)光 纖 干涉 儀 Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology 三 、法布里 —珀 羅 (FabryPerot)光 纖 干涉 儀 由兩塊部分反射、部分透射、平行放置的反射鏡組成。在兩個相對的反射鏡表面鍍有反射膜，其反射率通常達(dá) 95％以上。 Institude of Lightwave Technology法布里 — 珀羅干涉儀是多光束干涉。根據(jù)光束干涉的原理 透射的干涉光強(qiáng)的最大值與最小值之比 R 1 F ?? Institude of Lightwave Technology它與一般法布里 —珀羅干涉儀的區(qū)別在于以光纖光程代替空氣光程，以光纖特性變化來調(diào)制相位代替以傳感器控制反射鏡移動實(shí)現(xiàn)調(diào)相。 Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology四、賽格納克 (Sagnac)光纖干涉儀 干涉儀裝在一個可繞垂直于光束平面軸旋轉(zhuǎn)的平臺上，且平臺以角速度 Ω轉(zhuǎn)動時，根據(jù)賽格納克效應(yīng)，兩束傳播方向相反的光束到達(dá)光探測器的延遲不同。 若平臺以順時針方向旋轉(zhuǎn)，則順時針方向傳播的光較逆時針方向傳播的光延遲。 Institude of Lightwave Technology最佳 導(dǎo) 航者 地 圖 羅盤 GPS 陀螺 儀 Institude of Lightwave Technology 陀螺儀，是一種用來傳感與維持方向的裝置，基于角動量守恒的理論設(shè)計出來的。陀螺儀主要是由一個位于軸心可以旋轉(zhuǎn)的剛體轉(zhuǎn)子構(gòu)成。 陀螺儀一旦開始旋轉(zhuǎn)，由于轉(zhuǎn)子的角動量，陀螺儀有抗拒方向改變的趨向。陀螺儀多用于導(dǎo)航、定位等系統(tǒng)。 Institude of Lightwave Technology光纖陀螺儀 Institude of Lightwave TechnologySagnac效應(yīng) c trr2t ?? ??? ? 順時針： 逆時針： 時間差： 光程差： ctrr2t ?? ??? ?ctrr2t ?? ??? ?222222cr4rcr4t ??????? ??c4AtcL ?????ΩλcπAΔΦ 8?相位差： Institude of Lightwave Technology速率級光纖陀螺已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)用于機(jī)器人、地下建造隧道、管道路徑勘測裝置和汽車導(dǎo)航等對精度要求不高的場合。日本、法國 戰(zhàn)術(shù)級光纖陀螺具有壽命長、可靠性高和成本低等優(yōu)點(diǎn)，主要用于戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、近程／中程導(dǎo)彈和商用飛機(jī)的姿態(tài)對準(zhǔn)參考系統(tǒng)中。 慣性級光纖陀螺主要是用于空間定位和潛艇導(dǎo)航，其開發(fā)和研制正逐步走向成熟，美國有關(guān)公司和研究機(jī)構(gòu)是研制、生產(chǎn)的佼佼者