光纤传感实验
光纤传感测量实验报告
光纤传感测量实验报告光纤传感测量实验报告引言：光纤传感测量是一种基于光纤技术的测量方法，通过光的传输和传感原理，可以实现对各种物理量的精确测量。
本实验旨在探究光纤传感测量的原理和应用，并通过实际操作验证其可行性。
一、光纤传感测量原理光纤传感测量的基本原理是利用光的特性在光纤中传输，并通过光的改变来测量物理量。
光纤传感器由光源、光纤、光电探测器和信号处理器组成。
当物理量作用于光纤时，会引起光纤中的光信号发生变化，进而被光电探测器接收并转化为电信号，最后通过信号处理器进行处理和分析。
二、光纤传感测量的应用领域光纤传感测量在许多领域都有广泛的应用。
其中，温度传感是光纤传感测量的主要应用之一。
通过光纤的热致效应，可以实现对温度的高精度测量。
此外，光纤传感测量还可以应用于压力、应变、湿度等物理量的测量，并且具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点。
三、实验步骤及结果1. 实验仪器准备：光源、光纤、光电探测器、信号处理器等。
2. 实验一：温度传感测量。
将光纤传感器固定在温度变化的环境中，通过信号处理器获取温度变化的数据。
实验结果显示，随着温度的升高，光纤中的光信号发生了明显的变化，且与温度呈线性关系。
3. 实验二：压力传感测量。
将光纤传感器连接到压力变化的装置上，通过信号处理器获取压力变化的数据。
实验结果显示，压力的增加会导致光信号的衰减，且与压力呈正相关关系。
4. 实验三：应变传感测量。
将光纤传感器固定在受力物体上，通过信号处理器获取应变变化的数据。
实验结果显示，应变的增加会引起光信号的相位变化，且与应变呈线性关系。
5. 实验四：湿度传感测量。
将光纤传感器放置在湿度变化的环境中，通过信号处理器获取湿度变化的数据。
实验结果显示，湿度的增加会导致光信号的衰减，且与湿度呈负相关关系。
四、实验结果分析通过以上实验可以得出结论：光纤传感测量可以实现对温度、压力、应变和湿度等物理量的精确测量。
实验结果显示，不同物理量的变化会导致光信号的不同变化，这为光纤传感测量的应用提供了可靠的基础。
光纤传感实验(郑1)
实验1 LED 光源I —P 特性曲线测试发光二极管简称LED （Lifght Emitting Diode ），是目前比较常用的半导体光源。
它的输出光功率（P ）随驱动电流（I ）的变化而变化。
因此测量LED 光源的I —P 特性曲线具有非常重要的理论意义和工程应用意义。
一、实验原理1、LED 光源的结构及发光机理LED 光源是一种固态P —N 结器件，属冷光源，其发光机理是电致发光。
在电场作用下，半导体材料发光是基于电子能级跃迁的原理。
当发光二极管的P —N 结上加有正向电压时，外加电场削弱内建电场，使空间电荷区变窄，裁流子扩散运动加强。
由能带理论可知，当导带中的电子与价带中的空穴复合时，电子由高能级向低能级跃迁，同时电子将多余的能量以光子的形式释放出来，产生电致发光现象。
光子能量大小取决于半导体材料的禁带宽度E g (E g ＝E 1－E 0)，能量越大，发出光波的波长就越短，即gE hc =λ （1-1）其中c 为光速，h 为普朗克常数。
另外，LED 光源发出的光谱有一定的宽度。
这是因为：第一、两个能带都有一定宽度，所以跃迁的起点、终点都有一定范围，导致了光谱具有一定宽度；第二、实际上半导体内的复合是复杂的，除了本征复合（电子直接从导带跃迁到价带，与电子复合，同时发射出光子）之外，还存在导带与杂质能级、价带与杂质能级及杂质能级之间的跃迁。
本实验仪采用的LED 光源中心波长为0.89μm 。
2、PIN 型光电二极管的结构和工作原理光电二极管通常是在反向偏压下工作的光效应探测器。
光电二极管的基本结构是PN 结。
外加反偏电压方向与PN 结内电场方向一致，当PN 结及其附近被光照射时就产生光生载流子，光生载流子在热垒区电场作用下漂移过结，参与导电。
当入射光强变化时，光生载流子浓度及通过外电路的光电流也随之变化，这种变化特性在入射光强很大的范围内保持线性关系，从而保证了光功率在很大范围内与电压有如下线性关系p ＝kU （1-2）其中P 为光功率，U 为PN 结端电压，k 为比例系数。
光纤传感实验
光纤压力传感系统特性实验一、实验目的：了解光纤压力传感器的原理和应用。
二、实验仪器主机箱、光纤温度/压力实验模板、气压表（监视气源压力）、三通引压胶管（连接气源﹑气压表与引压口）、光纤（单根装）。
三、实验原理按照光纤在传感器中所起的作用，光纤传感器一般分为两大类：1、传感型光纤传感器：利用光纤本身的特征把光纤直接作为敏感元件，既感知信息又传输信息，也称为功能型传感器。
2、传光型光纤传感器：利用其他敏感元件（如温度敏感元件、压力敏感元件等）感知待测量的变化，光纤仅作为光的传输介质，传输来自远处或难以接近场地的光信号。
也称混合型传感器。
用压阻式扩散硅压力传感器，所测量的对象为气压。
四、实验步骤1、按图1示意接线①、将实验模板中的引压口用三通胶管连接主机的气压源﹑气压表。
②、将光纤插入实验模板的光纤口③、将实验模板中的+15V、地﹑–15V接机箱中电压源的相应插孔中。
④、将实验模板中的mA处短接（或将主机箱中的电流表显示选择拨到20mA档后接入模板的mA处相应插孔中）⑤、将主机箱的电压表拨到20V档，并与实验模板中的压力传感器输出端相应连接。
2、按下实验模板中的温度/压力转换开关，处于压力测量状态。
3、合上主机箱总电源和气源开关，调节主机箱气源开关边上的转子流量计旋扭，观察气压表气压显示跟随调节变化，不调节时能达到动态平衡显示某一个压力显示值。
4、转动主机箱中的转子流量计旋扭，使气压表显示4kpa时调节实验模板中的电位器w(压力下限)，使主机箱的电压表显示0.40V。
p15、转动主机箱中的转子流量计旋扭，使气压表显示在20Kpa上，再调节模板中的电位器W（压力上限）使主机箱的电压表显示2.00V.p26、重复4和5步骤（至少循环3次），反复调节，使压力下限4kp对应0.40V，压力上限20kpa对应2.00V。
完成了压力量程上、下限的标定。
注意Wp1（压力下限）、Wp2（压力上限），不能再碰。
图1 光纤压力传感实验接线示意图7、将主机箱电压表由压力传感器输出端转接到光纤传感器输出端U的相应插孔上，标定光纤传感器输出转换电路，此时调节W零点（光纤下限）和W量程（光纤上限）调节方法与过程同4、5、6步骤（千万不能误调Wp1和Wp2，要小心，否则前功尽弃，要重新标定前级电路）。
光纤传感实验
光纤传感实验光纤传感实验光纤特性的研究和应⽤是20世纪70年代末发展起来的⼀个新的领域。
光纤传感器件具有体积⼩、重量轻、抗电磁⼲扰强、防腐性好、灵敏度⾼等优点；⽤于测量压⼒、应变、微⼩折射率变化、微振动、微位移等诸多领域。
特别是光纤通信已经成为现代通信⽹的主要⽀柱。
光纤通信的发展极为迅速，新的理论和技术不断产⽣和发展。
因此，在⼤学物理实验课程中开设“光纤特性研究实验”已经成为培养现代⾼科技⼈才的必然趋势。
传感器是信息技术的三⼤技术之⼀。
随着信息技术进⼊新时期，传感技术也进⼊了新阶段。
“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点已被全世界所公认，因此，传感技术受到各国的重视，特别是倍受发达国家的重视，我国也将传感技术纳⼊国家重点发展项⽬。
光纤特性研究和应⽤是⼀门综合性的学科，理论性较强，知识⾯较⼴，可以激发学⽣对理论知识的学习兴趣，培养学⽣的实践动⼿和创新能⼒，光纤⼲涉系列实验教学的开设就显得⾮常重要了。
基于这个⽬的，我们对光纤⼲涉实验教学进⾏了初步探索，在此基础上，该实验还可以进⾏⼀些设计性及研究性实验。
⼀、实验⽬的1.了解光纤与光源耦合⽅法的原理；2.理解M —Z ⼲涉的原理和⽤途；了解传感器原理；3.实测光纤温度传感器实验数据。
⼆、实验仪器激光器及电源，光纤夹具，光纤剥线钳，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，等等三、实验原理光纤的基本结构如图1，它主要包括三层（⼯程上有时有四层或五层，图中是四层结构）：1.纤芯；2.包层；3.起保护作⽤的涂敷层；4.较厚的保护层。
纤芯和包层的折射率分别是1n 和2n ，如图2，为了使光线在光纤中图1.光纤剖⾯图传播，纤芯的折射率（1n ）必须⽐包层(2n )的折射率⼤，这样才会产⽣全反射。
光线1以θ⾓⼊射在光纤端⾯上，光线经折射后进⼊光纤，以?⾓⼊射到纤芯和包层间的光滑界⾯上。
只要我们选择适当的⼊射⾓θ，总可以使?⾓⼤于临界⾓m ?，m ?的⼤⼩由公式)/arcsin(12n n m =?决定，使光线1在界⾯上发⽣全反射。
光纤传感实验技术的使用方法与优化策略
光纤传感实验技术的使用方法与优化策略光纤传感技术是一种以光纤为传感介质的实验技术，通过测量光的传播特性来检测环境中特定物理量的变化。
光纤传感技术在各个领域广泛应用，如工业生产、医疗诊断、环境监测等。
在实际应用中，如何正确使用和优化光纤传感实验技术成为了关键问题。
一、光纤传感实验技术的使用方法光纤传感实验技术的使用方法涉及光纤的安装、信号的采集以及数据处理等方面。
1. 光纤的安装：安装光纤要注意避免弯曲和损坏。
光纤弯曲会导致光信号的损失，影响实验结果。
因此，在安装光纤时应采取适当的角度和半径，避免过度弯曲。
此外，光纤的连接也需要注意，应使用专用工具进行连接，确保连接的牢固和信号的稳定。
2. 信号的采集：在进行实验时，需要选择合适的仪器设备来采集光纤传感信号。
常用的设备包括光源、光纤传感模块和信号采集设备。
光源的选择要考虑实验需求和样品特性，选择合适的波长和功率。
光纤传感模块负责将光信号转换成电信号，并传输到信号采集设备。
信号采集设备的选择要考虑信噪比和采样频率等因素，以保证信号的准确性和稳定性。
3. 数据处理：采集到的光纤传感信号需要进行数据处理，以提取有用的信息。
常见的数据处理方法包括傅里叶变换、滤波和数据拟合等。
傅里叶变换可以将光信号从频域转换到时域，方便观察和分析。
滤波可以去除噪音，并提高信号的质量。
数据拟合可以通过拟合曲线来还原信号的真实特性，提高测量的准确性。
二、光纤传感实验技术的优化策略为提高光纤传感实验技术的性能，需要采取一些优化策略，如信号增强、采样优化和环境适应等。
1. 信号增强：对于信号较弱的情况，可以采取信号增强的措施。
例如，使用放大器或增益模块来增加信号的强度，提高信号的稳定性和可观测性。
另外，还可以通过优化光源和检测器的匹配，提高信号的收发效率。
2. 采样优化：采样是光纤传感实验技术中的关键环节，它直接影响到实验结果的准确性。
采样的优化策略包括采样频率的选择、采样时间的控制和采样点的分布等。
光纤传感综合实验报告
一、实验目的1. 了解光纤传感的基本原理和特点。
2. 掌握光纤传感器的实验操作方法和数据采集技巧。
3. 分析光纤传感器在实际应用中的性能和适用范围。
二、实验原理光纤传感器是一种基于光波导原理的传感器，利用光纤传输光信号，实现对被测量的物理量的检测。
光纤传感器具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、防腐性好、灵敏度高等优点，广泛应用于压力、应变、温度、位移等物理量的测量。
本实验主要涉及以下几种光纤传感器：1. 光纤光栅传感器：利用光纤光栅对光波波长进行调制，实现对温度、应变等物理量的测量。
2. 光纤干涉传感器：利用光纤干涉原理，实现对位移、振动等物理量的测量。
3. 光纤激光传感器：利用光纤激光器发出的激光，实现对物体表面缺陷、气体浓度等物理量的测量。
三、实验仪器与材料1. 光纤传感实验仪2. 激光器及电源3. 光纤夹具4. 光纤剥线钳5. 宝石刀6. 激光功率计7. 五位调整架8. 显微镜9. 显示器四、实验步骤1. 光纤光栅传感器实验（1）搭建实验装置，连接光纤传感实验仪和激光器。
（2）调整实验参数，包括光栅长度、温度等。
（3）采集光纤光栅传感器的输出信号，分析光栅对光波波长的影响。
2. 光纤干涉传感器实验（1）搭建实验装置，连接光纤传感实验仪和光纤干涉仪。
（2）调整实验参数，包括干涉仪的间距、光程差等。
（3）采集光纤干涉传感器的输出信号，分析干涉条纹的变化规律。
3. 光纤激光传感器实验（1）搭建实验装置，连接光纤传感实验仪和光纤激光器。
（2）调整实验参数，包括激光功率、检测距离等。
（3）采集光纤激光传感器的输出信号，分析激光光束的传播特性。
五、实验结果与分析1. 光纤光栅传感器实验结果实验结果显示，随着温度的升高，光纤光栅传感器的反射光谱发生红移，反射光谱峰值波长随温度的变化率与光栅的折射率调制周期成正比。
这说明光纤光栅传感器可以实现对温度的精确测量。
2. 光纤干涉传感器实验结果实验结果显示，随着干涉仪间距的增加，干涉条纹的间距增大，条纹数减少。
物理实验技术中的光纤传感实验的操作指南
物理实验技术中的光纤传感实验的操作指南光纤传感实验操作指南介绍：光纤传感实验是一项在物理实验技术中广泛应用的重要实验之一。
它利用光纤作为传感元件，通过光纤中的光信号来测量并监测环境中的各种物理量。
本文将为大家详细介绍光纤传感实验的操作指南，帮助大家更好地掌握这项实验技术。
材料准备：1. 光纤传感器：可选择不同类型的光纤传感器，如光纤布拉格光栅传感器、光纤拉曼散射传感器等。
2. 光源：选用适当波长的光源，如激光二极管、光纤光源等。
3. 光纤连接器：根据实验需要选择不同类型的光纤连接器。
4. 仪器设备：光纤测量设备、光功率计等。
实验步骤：1. 准备工作a. 清洁光纤：用洗净的酒精棉球轻轻擦拭光纤端面，确保光纤表面无灰尘和杂质。
b. 连接光纤：根据需要，使用光纤连接器将光纤连接到光纤测量设备和光源上。
c. 打开设备：打开光源和光纤测量设备，确保设备正常工作。
2. 测试光纤传感器a. 设置光纤测量设备：根据光纤传感器的特性，设置光纤测量设备的参数，如波长、测量范围等。
b. 测试信号：通过光源发出信号，并通过光纤传送到光纤传感器上。
c. 测量数据：使用光功率计等设备，测量传感器输出的光信号强度，并记录相关数据。
d. 分析结果：根据测量结果，分析传感器对不同物理量的响应特性。
3. 环境监测实验a. 确定监测目标：选择需要监测的环境物理量，如温度、压力、湿度等。
b. 选择传感器：根据监测目标，选择适合的光纤传感器。
c. 搭建实验装置：根据传感器的特性和环境条件，设计合适的实验装置。
d. 进行测量：根据实验装置，将传感器与被测量对象连接起来，并记录测量数据。
e. 数据分析：根据测量数据，分析环境物理量的变化趋势和相关性。
4. 实验安全注意事项a. 使用光源时，避免直接观察光源，以防眼睛受到光的伤害。
b. 注意光纤的特性，避免折弯和拉扯光纤，以免影响实验结果。
c. 在实验过程中，避免将光纤暴露在高温、高压或腐蚀性环境中，以免损坏传感器。
光纤传感基础实验数据
光纤传感基础实验数据光纤传感是一种利用光纤作为传感元件的技术，在现代通信和传感领域具有广泛的应用。
光纤传感基础实验是学习光纤传感原理和技术的重要环节，通过实验可以获取光纤传感的基础数据，进一步理解光纤传感的工作原理和性能特点。
一、实验目的光纤传感基础实验的主要目的是通过测量和分析，获取光纤传感的关键性能指标，包括传感器的灵敏度、分辨率、线性度、动态范围等。
通过实验数据的获取和分析，可以评估光纤传感器的性能，为后续的应用和研究提供依据。
二、实验装置本次实验使用的光纤传感装置主要包括光源、光纤传感器、光纤连接线和光功率计。
光源产生光信号，经过光纤传输到光纤传感器，传感器将光信号转换为电信号并输出，光功率计用于测量光信号的功率。
三、实验步骤1. 连接光源和光纤传感器：将光源的输出端口与光纤连接线相连，再将光纤连接线的另一端连接到光纤传感器的输入端口。
确保连接牢固，避免光信号损失。
2. 连接光纤传感器和光功率计：将光纤传感器的输出端口与光纤连接线相连，再将光纤连接线的另一端连接到光功率计的输入端口。
确保连接牢固，避免光信号损失。
3. 设置光源功率：调节光源的功率，使其输出符合实验要求。
根据具体实验需求，可以调节光源的功率大小，观察其对光纤传感器输出的影响。
4. 测量光纤传感器输出：使用光功率计对光纤传感器输出的光信号进行测量，记录测量值。
通过改变光源功率或其他实验参数，可以获得不同的光纤传感器输出数据。
5. 分析实验数据：根据测量数据，计算光纤传感器的灵敏度、分辨率、线性度等关键性能指标。
通过对数据的分析，评估光纤传感器的性能。
四、实验结果与讨论根据实验数据的分析，可以得出光纤传感器的性能评估结果。
比如，灵敏度是指光纤传感器输出的电信号对光信号变化的响应程度，可以通过测量光纤传感器输出电信号的变化幅度来评估。
分辨率是指光纤传感器能够分辨的最小光信号变化量，可以通过测量光纤传感器输出电信号的噪声水平来评估。
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光纤传感实验光纤特性的研究和应用是20世纪70年代末发展起来的一个新的领域。
光纤传感器件具有体积小、重量轻、抗电磁干扰强、防腐性好、灵敏度高等优点；用于测量压力、应变、微小折射率变化、微振动、微位移等诸多领域。
特别是光纤通信已经成为现代通信网的主要支柱。
光纤通信的发展极为迅速，新的理论和技术不断产生和发展。
因此，在大学物理实验课程中开设“光纤特性研究实验”已经成为培养现代高科技人才的必然趋势。
传感器是信息技术的三大技术之一。
随着信息技术进入新时期，传感技术也进入了新阶段。
“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点已被全世界所公认，因此，传感技术受到各国的重视，特别是倍受发达国家的重视，我国也将传感技术纳入国家重点发展项目。
光纤特性研究和应用是一门综合性的学科，理论性较强，知识面较广，可以激发学生对理论知识的学习兴趣，培养学生的实践动手和创新能力，光纤干涉系列实验教学的开设就显得非常重要了。
基于这个目的，我们对光纤干涉实验教学进行了初步探索，在此基础上，该实验还可以进行一些设计性及研究性实验。
一、实验目的1.了解光纤与光源耦合方法的原理；2.理解M —Z 干涉的原理和用途；了解传感器原理；3.实测光纤温度传感器实验数据。
二、实验仪器激光器及电源，光纤夹具，光纤剥线钳，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，等等三、实验原理光纤的基本结构如图1，它主要包括三层（工程上有时有四层或五层，图中是四层结构）：1.纤芯；2.包层；3.起保护作用的涂敷层；4.较厚的保护层。
纤芯和包层的折射率分别是1n 和2n ，如图2，为了使光线在光纤中 图1.光纤剖面图传播，纤芯的折射率（1n ）必须比包层(2n )的折射率大，这样才会产生全反射。
光线1以θ角入射在光纤端面上，光线经折射后进入光纤，以ϕ角入射到纤芯和包层间的光滑界面上。
只要我们选择适当的入射角θ，总可以使ϕ角大于临界角m ϕ，m ϕ的大小由公式)/arcsin(12n n m =ϕ决定，使光线1在界面上发生全反射。
全反射光线1又以同样的角度ϕ在对面界面上发生第二次反射。
如果光纤是均匀的圆柱体，入射光线经无数次反射后从另一端以和入射角相同的角度射出。
（思考：该原理是否可以帮助测量数值孔径）图2 圆柱形光纤传光原理在光纤断面上，当光线入射角小于一个定值a θ时，折射光线在纤芯和包层界面上的入射角ϕ才会大于临界角m ϕ，光线才能在光纤内多次全反射而传递到另一端。
在光纤端面上，入射角a θθ>'的那些光线，折射后在界面上的入射角小于临界角m ϕ，光线将射出界面，如图中光线2 。
这个入射角a θ称为光纤的孔径角，它的数值由光纤的数值孔径决定。
光纤的数值孔径（NA ）定义为22210sin n n n NA a -==θ （1）式中0n 是入射光线所在介质的折射率，1n 和2n 分别为光纤的纤芯和包层的折射率。
由式（1）可见，纤芯和包层的折射率相差越大，a θ越大，光纤的数值孔径就越大。
数值孔径是表示光纤集光能力的一个参量，它越大就表示光纤接收的光通量越多。
（2）光纤的耦合光纤与光源的耦合有直接耦合和经聚光器件耦合两种。
聚光器件有传统的透镜和自聚焦透镜之分。
自聚焦透镜的外形为“棒”形（圆柱体），所以也称之为自聚焦棒。
实际上，它是折射率分布指数为2（即抛物线型）的渐变型光纤棒的一小段。
直接耦合是使光纤直接对准光源输出的光进行的“对接”耦合。
这种方法的操作过程是：用光纤剥线钳剥去保护层和涂敷层，清理干净光纤包层，然后用宝石刀切割，制备出平整的光纤端面；调整激光器和纤芯置的相对位置，使光纤输出端的输出光强最大，然后固定。
如果光源输出光束的横截面面积大于纤芯的横截面面积，将引起较大的耦合损耗。
经聚光器件耦合是将光源发出的光通过聚光器件将其聚焦到光纤端面上，并调整到最佳位置（光纤输出端的输出光强最大）。
光耦合效率与光纤端面质量和耦合透镜的数值孔径有关，当光纤断面处理的质量较好，数值孔径与耦合透镜数值孔径相匹配时可得到最佳耦合效率.这种耦合方法能提高耦合效率。
耦合效率η的计算公式为 %10021⨯=p p η ， 或 )(lg 1021dB p p -=η (2) 式(2)子中p 1为耦合进光纤的光功率（近似为光纤的输出光功率）。
p 2为光源输出的光功率。
2．光纤干涉仪的相位调制机制当真空中波长为λ0的光入射到长度为l ，纤芯折射率为n 的光纤上时，若以其入射端面为基准，则出射光的相位为kl nl k ==0ϕ (3)式中 02λπ=o k , n k k 0=显然，k,n 及l 的变化都会导致光波相位的变化，即实现相位调制，由式（3）有l n k n l k kl ∆+∆=∆=∆00)(ϕ (4)光纤长度和直径的变化以及折射率的变化都会引起相位调制。
温度变化对相位调制的作用：有式（4）有)(0Tl n T n l k T ∆∆+∆∆=∆∆ϕ (5) 及 )(10Tl l n T n k T l ∆∆+∆∆=∆∆ϕ (6) 3. 马赫—曾德尔（Mach-Zehnder ）光纤干涉仪的结构与测温原理马赫——曾德尔光纤干涉仪是最早用于温度测量的一种光纤温度传感器，干涉仪由两臂组成，一个是参考臂，提供相位基准;另一个是传感臂，用于光相位调制，对待测物理量的变化敏感。
参看图3，由氦氖激光器发出的激光经分束器分成两路，分别送入两根长度基本相同的单模光纤。
将两根光纤的输出端并合到一起，在输出光斑重叠区将出现干涉光场。
测量臂光纤受到温度场作用，纤芯折射率和几何长度会有一微小变化，使沿此臂传播的光波光程发生变化，则两臂输出端光波相位差发生变化，从而引起干涉场干涉条纹的移动。
显然，干涉条纹的移动数目反映出温度场温度的变化。
图3 马赫——曾德尔光纤干涉仪氦氖激光器；--a L 反射镜；和--21M M 分束镜；--BS 显示器；--TV 聚光镜；、--21L L 单模光纤；、--21OF OF 成像装置；、--CCD Mi 恒温器--HF 测量臂光波相位变化是由温度引起的，由（6）给出了光纤干涉仪的温度灵敏度：)(2*0Tl l n T n l T ∆∆+∆∆=∆∆λπϕ (7) 或者 Tl l T n n T ∆∆+∆∆=∆∆*1*1ϕϕ (8)式中l 为测量臂置于温度场部分的长度，△T 为温度变化量，nl 02λπϕ=。
当温度变化△T 时，干涉场中任意一点上干涉条纹的移动数目为△m ，则相位变化量 m ∆=∆πϕ2 (9)当干涉仪用的单模光纤的规格已知时，光纤的温度灵敏度就是确定的值。
例如，剥去护套层的石英玻璃光纤，其/10*68.0)(15-=∆∆Tn n ℃，其线性膨胀系数/10*5.5)(17-=∆∆Tl l ℃，λ0=632.8nm ，代入式（8），算出裸光纤的温度灵敏度 /10*74.05-=∆∆Tϕϕ℃ 或者由n=1.456, λ0=632.8nm,/10*15-=∆∆T n ℃，/10*5.51*7-=∆∆l T l ℃及式（7）算出光纤温度灵敏度/107rad Tl =∆∆ϕ(℃*M)。
由于石英光纤的热膨胀系数极小（5.5*10-7/℃）,其温度灵敏度几乎完全由折射率变化（0.68*10-5/℃）所决定。
为了提高光纤温度灵敏度，在石英光纤外面包有一层护套层，使护套层材料的杨氏模量和膨胀系数对光纤的温度灵敏度有较大影响，这种做法称为对光纤进行温度“增敏”。
计算表明，有护套层的石英光纤灵敏度/10*64.15-=∆∆Tϕϕ℃ 比裸光纤（/10*74.05-=∆∆Tϕϕ℃）大很多。
四、实验内容1.光纤耦合效率测量1.取一根合适长度的光纤，切好端面，将切好端面的光纤固定在五维调整架上，并使光纤大致对准激光器；2. 打开激光器，调节“电流调节”旋钮，使电流值为5mA ；3.粗调节：调节五维调整架，使激光打在光纤端面上，光纤的另一端（PC头）是旋入功率计测量端口上；4. 按下“”键打开光功率计；按下“λ”键选择光波长为633nm；按“W/dBm”键选择pW为测量单位；5.细调节：仔细调节五维调整架，使得激光与光纤的耦合达到最佳状态，当功率计示数最大时，记录光功率计读数。
重复步骤5三次，记录三组实验数据；计算耦合效率；实验完毕后，长按光功率计“”键关闭光功率计并拔下光功率计电源；关闭激光器电源。
光纤端面制作说明：用光纤剥线钳剥去涂敷层，光纤有三层、四层、五层之分，如果是三层光纤，先用拨线钳剥去涂敷层，将剩下的包层和纤芯嵌入光纤夹具，用宝石刀切割端面，制备出完好的光纤端面；若是四层光纤，应先剥去外保护层，其它步骤同上；若是五层光纤，应先剥去第五和第四保护层，其它步骤同上。
光纤传感实验1.打开机箱总电源；打开激光器电源，调节激光器电流示数为4mA；打开显示器电源；2. 将切好端面的光纤固定在五维调整架上，使之与激光器达到最佳耦合状态，此时应能在显示器上观察到清晰的干涉条纹；3.按下数显温控仪上的温度设定按钮，设置最高加热温度为45°C，弹起温度设定按钮，此时数显温控仪上显示的是将被加热的光纤实时温度；4. 打开加热开关，在显示器上选择合适的参考位置，观察条纹变化，当温度示数为31°C时，开始记录数据：条纹每移动5条，记录其对应温度，记录至少∆ϕ10组数据；被加热的光纤长度以29.00cm计算，给出光纤温度灵敏度（）；Tl∆5. 关闭加热电源，等温度示数稳定后，调节机箱后面螺旋测微器压力调节旋钮观察条纹变化,理解条纹移动与应力形变之间关系；6.实验完毕后，关闭所有电源，整理好各仪器。
思考题1.能否不用分束器做该实验？是否有替代方案是什么？2.温度改变10C时，条纹的移动量与哪些因素有关？3.实验中不用CCD是否也能有办法看到干涉条纹吗？替代方案是什么？。