光纤传感器的工作原理（光纤温度传感器的工作原理）

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1、光纤温度传感器的结构原理有很多种。

2、其基本系统结构如图。

3、　　　　光纤温度传感器，是一类利用在光线在光线中传输时，光的振幅、相位、频率、偏振态等随光纤温度变化而变化的原理制作的传感器。

4、　　光纤温度传感器一般分为两类：一类是光导纤维只起到传输光的作用，必须在光纤端面加装其它敏感元件才能构成新型传感器的传输型传感器；另一类是利用光导纤维本身具有的某种敏感功能而使光纤起测量温度的作用，属于功能型，光纤既感知信息，又传输信息。

5、　　　　传输型传感器：　　　　　　根据几何光学理论（参照上图），当光线以某—较小的入射角，由折射率为n1的光密物质射向折射率为n2的光疏物质，则一部分入射光以折射角折射入光疏物质，其余部分以角度反射回光密物质。

6、 当光线的入射角θ1增大到某一角度θc时，透射入光疏物质的折射光则沿界面传播，当入射角θ1>θc 时，光线不会透过其界面，而全部反射到光密物质内部，也就是说光被全反射。

7、根据这个原理（参照下图），只要使光线射入光纤端面的光与光轴的夹角θ0小于一定值，则入射到光纤纤芯和包层界面的φ1角就满足大于临界角的条件，光线就射不出光纤的纤芯。

8、光线在纤芯和包层的界面上不断地产生全反射而向前传播，光就能从光纤的一端以光速传播到另一端，这就是光纤传光的基本原理。

9、　　从光纤的传输原理可知，在特定条件下，光在光纤中不是沿着纤芯传递的，而是反复折射传递的。

10、　　这时纤芯、包层的密度，射入纤芯的外来光线都可以影响光在纤芯中传输的振幅、相位、频率、偏振态。

11、而功能型的光纤传感器就是利用温度和这种影响的关系，做出的传感器。

12、　　例如：干涉式光纤温度传感器：（如下图 ）来自激光器的光束被波导分成两路，分别经过 L1 和 L2 两条光纤后，在输出端重新合成。

13、当温度变化时，两束光由于相位不同而发生干涉，干涉产生的光强按正弦规律周期性变化并与长度差 L2-L2 成正比 通过干涉式温度传感器光强的检测，可达到检测温度的目的。

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