光纤传感器实验报告

09级6系姓名：安森松学号:PB09210345

实验题目：光纤传感器

实验目的：

掌握干涉原理，自行制作光线干涉仪，使用它对某些物理量进行测量，

加深对光纤传感理论的理解，以受到光纤技术基本操作技能的训练。实验仪器：

激光器及电源，光纤夹具，光纤剥线钳，宝石刀，激光功率计，五位调

整架，显微镜，光纤传感实验仪，CCD及显示器，等等

实验原理：（见预习报告）

实验数据：

1.光纤传感实验（室温：24.1℃）

（1）升温过程

右移条纹数+0+3+6+9+12+15+18

（

温度示数（℃）26.128.629.129.630.130.731.2

2

右移条纹数+21+24+27+30+33+36+39

）

降

温度示数（℃）31.732.232.833.433.934.635.2温

（2）降温过程

左移条纹数-0-3-6-9-12-15-18

温度示数（℃）36.135.935.635.334.934.634.1

左移条纹数-21-24-27-30-33-36-39

温度示数（℃）33.733.332.932.432.031.631.2

09级6系姓名：安森松学号:PB09210345

2．测量光纤的耦合效率

在光波长为633nm条件下，测得光功率计最大读数为712.3nw。数据处理：

一．测量光纤的耦合效率

在λ=633nW，光的输出功率P1=2mW情况下。在调节过程中测得最大

输出功率P2=712.3nW

代入耦合效率η的计算公式：

-4

3.56×10

二．光纤传感实验

1.升温时

利用Origin作出拟合图像如下：

Equationy=a+b 条纹数Adj.R-Squ0.99849

A

LinearFitofA ValueStandardEr

AIntercep-153.3071.96249

40

ASlope5.485340.06163

A

20

303336

B

温度/℃由上图可看出k=5.49±0.06

09级6系姓名：安森松学号:PB09210345

根据光纤温度灵敏度的计算公式,由于每移动一个条纹相位改变

2π，则Δφ=2π×m（m为移动的条纹数）

故灵敏度即为

因l=29.0cm

故其灵敏度为±1.30）rad/℃

2.降温时

利用Origin作出拟合图像如下：

Equationy=a+A

LinearFitofA Adj.R-Squ0.9973

ValueStandardEr

条纹数

AIntercep-271.7543.74289

ASlope7.4510.11111

-20

A

-40

30323436

温度/℃

B

由上图可看出k=7.45±0.11

同上：

09级6系姓名：安森松学号:PB09210345

灵敏度为

因l=29.0cm

故其灵敏度为±2.38）rad/℃

由上述数据可看出，升温时与降温时灵敏度数据相差较大，这是因为在升温时温度变化较快，且仪表读数有滞后，所以测出数据较不准确，在降温时测出的

数据是比较准确的。

思考题：

1.能否不用分束器做实验？替代方案是什么？

答：可以，只要用两个相同的相干波波源分别照射光纤即可，这样也可

造成光的干涉。

2.温度改变1℃时，条纹的移动量与哪些因素有关？

答：

（1）与光纤的温度灵敏度有关

（2）与光纤置于温度场的长度有关

3.实验中不可用ccd是否能有办法看到干涉条纹？替代方案是什么？

答：可以。可以用透镜将干涉条纹成像在光电探测器上进行测量。

实验小结：

1.光纤的功能层非常脆弱，光纤剥离过程中要使力均匀，不可用力过猛，

否则易造成光纤的断裂，必要时可分段进行剥离。

2.使用宝石刀进行切割时，要轻轻划一下，再将光纤弹断，直接切断会

造成光纤断面不平滑，导致测出的光纤耦合系数较低。

3.光纤传感实验时记录移动的条纹数时可自行在显示器上寻找参照点，

保证记录的准确即可。

09级6系姓名：安森松学号:PB09210345

4.光纤传感实验时不要打开机箱上盖，实验完毕后关闭所有电源，整理

好各仪器。