光纤专题论文

合集下载

光纤通信技术论文

光纤通信技术论文

光纤通信技术论文光纤通信技术的出现,实现了数据的高速率,大容量的通信,下面是店铺整理了光纤通信技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!光纤通信技术论文篇一浅议光纤通信技术摘要:光纤通信技术的出现,实现了数据的高速率,大容量的通信,随着通信技术的快速发展,光纤通信的应用范围将更加广泛,其相关技术的发展也将受到更广泛的关注。

文章通过论述光纤通信技术的概念,优点,以及光纤通信相关技术的发展,对光纤通信技术的相关知识进行了概述。

关键词:光纤通信;通信系统;优点;发展随着科学技术的迅猛发展,通信领域内的各种新型技术悄无声息的进行着演化,光纤通信技术的出现给通信领域带来了一场革命,使利用光纤作为传输媒介实现光传输变为了现实,实现了高速率,大容量的数据通信,光纤通信因此得到了业内人士的青睐,得到了快速的发展。

经过半个世纪的研发,光纤通信技术应用于生活中的各个领域,但就目前的光纤通信技术而言,人类开发的仅是其潜在能力的5%左右,仍有巨大的潜力等待开发,因此光纤通信技术的应用前景将十分广阔,光纤通信技术将向更高水平,更深层次发展。

1 光纤通信技术概述光纤通信技术,即利用光波作为信息载体,使用光导纤维作为传输媒介进行信号传输,达到信息的传递,其中光导纤维由纤芯,包层和涂层组成,利用纤芯和包层的折射率不同,实现光信号在纤芯内的全反射进一步实现光信号的传输。

从原理上看,光纤通信系统由光源,光发射机,光纤,光接收机和光检波器构成,光纤通信系统可以分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统,其中数字光纤通信系统应用更为广泛,所有数字光纤通信系统都是以一连串的“0”和“1”组成的比特流方式进行通信。

数字光纤通信系统的原理是,在信号的发送端将所要发送的信息进行A/D转换,利用转换后的数字信号调制光源器件,经调制后的光源器件会发出携带信息的光波,即当数字信号为“1”时,光源器件发送一个光脉冲,当数字信号为“0”时,光源器件不发送脉冲,光波经光纤传输后到达接收端,在接收端,光接收机通过光检波器检测所需信号,再进行D/A转换,恢复为原来的信息,完成信息的一次传递。

光纤光缆技术发展论文

光纤光缆技术发展论文

光纤光缆技术发展论文1.光纤技术发展的特点1.1网络的发展对光纤提出新的要求不管下一代网络如何发展,一定将要达到三个世界,即服务层面上的IP世界、传送层面上的光的世界和接入层面上的无线世界。

下一代传送网要求更高的速率、更大的容量,这非光纤网莫属,但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。

(1)扩大单一波长的传输容量(2)实现超长距离传输(3)适应DWDM技术的运用1.2光纤标准的细分促进了光纤的准确应用光纤标准的细分促进了光纤的准确使用,细化标准的同时也提高了一些光纤的指标要求(如有些光纤几何参数的容差变小),明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中使用的光纤的不同指标要求(如PMD值的规定),并提出了一些新的指标概念(如”色散纵向均匀性”等),对合理使用光纤取得了很好的作用。

所有这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草,都意味着光纤分类及指标、测试方法有某些改进,或有重要的提升;都标志着要求光纤质量的提高或运用方向上的调整,是值得注意的光纤技术新动向。

1.3新型光纤在不断出现为了适应市场的需要,光纤的技术指标在不断改进,各种新型光纤在不断涌现,同时各大公司正加紧开发新品种。

(1)用于长途通信的新型大容量长距离光纤主要是一些大有效面积、低色散维护的新型G.655光纤,其PMD值极低,可以使现有传输系统的容量方便地升级至10~40Gbit/s,并便于在光纤上采用分布式拉曼效应放大,使光信号的传输距离大大延长。

(2)用于城域网通信的新型低水峰光纤城域网设计中需要考虑简化设备和降低成本,还需要考虑非波分复用技术(CWDM)应用的可能性。

低水峰光纤在1360~1460nm的延伸波段使带宽被大大扩展,使CWDM系统被极大地优化,增大了传输信道、增长了传输距离。

(3)用于局域网的新型多模光纤虽然多模光纤比单模光纤价格贵50%~100%,但是它所配套的光器件可选用发光二极管,价格则比激光管便宜很多,而且多模光纤有较大的芯径与数值孔径,容易连接与耦合,相应的连接器、耦合器等元器件价格也低得多。

光纤通信概述通信原理论文(一)

光纤通信概述通信原理论文(一)

光纤通信概述通信原理论文(一)光纤通信概述通信原理论文光纤通信是一种传输信息的方法,通过利用光纤传输光的方式来传输信息。

相较于传统的电缆传输方式,光纤传输方式有着更高的传输速度和更大的传输容量,因此已经被广泛应用于很多领域之中。

光纤通信的传输原理由两部分构成:信号的传输和光波的传输。

信号的传输是指电子信号通过光纤中的信号处理器进行数字化,然后通过调制器将其转换为光信号。

光信号的传输是指在光纤中的光信号的传输。

这两部分共同构成了光纤通信的传输原理。

光纤通信的传输速率是指可以在单位时间内传输的数据量。

它的速率一般用每秒钟传输的比特数(bps)来表示。

光纤通信的传输速率很高,可以达到1Gbps或更高。

由于传输速率越高,传输的数据量越大,因此光纤通信的传输容量也很大。

光纤通信的传输容量是指在单位时间内可以传输的最大数据量。

传输容量决定了光纤通信可以传输多少数据,传输速率决定了将这些数据传输到目的地所需的时间。

光纤通信主要有两个部分构成:发送端和接收端。

发送端是指发送信息的终端设备,它通常由一个数字到模拟转换器、一个调制器和一个激光二极管组成。

接收端是指接收信息的终端设备,它通常由一个接收器和一个放大器组成。

在光纤通信中,发送端的任务是将信号转换为光信号,并将其通过光纤发送到接收端。

接收端的任务是收集光信号并将其转换为电信号,然后将其发送到接收端的终端设备。

总的来说,光纤通信是一种高速、高容量的通信方式。

它的传输原理由信号的传输和光波的传输构成,传输速率和传输容量都很高。

通过发送端和接收端的协调工作,光纤通信可以将信息准确、快速地传输到目的地。

随着技术的不断改进,光纤通信在未来的通信领域中有着广阔的发展前景。

光纤传输通信及设备论文

光纤传输通信及设备论文

光纤传输通信及设备论文光纤传输通信及设备论文光纤传输通信及设备论文【1】【摘要】光纤传输通信已经成为现代通信的主要支柱,在现代的通信网络中有着举足轻重的作用。

光纤传输成为了这些年来新兴的技术,因为它自身的方便和快捷的特点,引起了广大人民的欢迎。

但是,光纤通信和传输技术仍然存在问题,光纤作为一种传输的媒介,为光的传输提供了比较庞大且廉价的电信网络能够支持比较大体积和距离的传输。

所以,对我国光纤通信与传输技术的发展有着深远的影响。

【关键词】光纤传输;通信;设备目前,人类社会已步入信息时代,信息的价值也体现得越来越明显,深处信息的时代谁掌握有用的信息,谁就能够在竞争中取胜。

随着信息量的增大,传输设备显然就成为了一个突破口。

在这种条件下,以光纤为主要代表的光纤传输通信和设备技术已经相应产生,光纤传输设备比传统的模式拥有巨大的容量和速度。

近年来,通过科技人员的研究,光纤传输通信技术在应用方面有很大的进步。

一、光纤传输通信及设备的发展现状(一)传输性并不理想目前,在光纤传输通信网光缆的线路中大多数采用的是G·652这种常规性的单模光纤,这种光纤对于1.55微米的波长,尽管产生的损耗相对较少,但是色散值比较大,大约18pa/(nm·km),所以,很显然这种常规性的单模光纤运用在1.55微米波长时传输性是不理想的。

为了有效的达到越来越大的信息体积以及长距离的运输,应该使用低损耗的和低色散的单模光纤。

色散位移光纤为零时和掺饵光纤放大器进行混合使用时因为光纤的非线性产生的四波混频,会影响WDM的正常应用,这也就表明,光纤色散为零对WDM很不利。

(二)光纤通信系统所使用的光学器件需要改进近几年为了适应WDM系统的要求,我们开始研制多波长光源的器件,它大部分是把多路的激光管陈列排开,连接着一个星型耦合器能够制成混合的集成光组件。

对于光纤通信系统的接收端机,它的光电监测器以及前置放大器,大多数是向高频率或者是宽频带响应的方向进行发展,PIN光电二极管接受改进之后仍然可以符合需求,最近几年据报道发明了一种以行波式进行分布的光电检测器,它对1.55微米的光波可以检测的3db频率带宽能够达到78GHz。

光纤通信原理论文

光纤通信原理论文

光纤通信原理论文第一篇:光纤通信原理论文光纤通信原理论文浅谈掺铒光纤放大器光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。

掺铒光纤是在石英光纤中掺入了少量的稀土元素铒(Er)离子的光纤,它是掺铒光纤放大器的核心。

从20世纪80年代后期开始,掺铒光纤放大器的研究工作不断取得重大的突破。

WDM技术、极大地增加了光纤通信的容量。

成为当前光纤通信中应用最广的光放大器件。

光纤放大器是光纤通信系统对光信号直接进行放大的光放大器件。

在使用光纤的通信系统中,不需将光信号转换为电信号,直接对光信号进行放大的一种技术。

掺铒光纤放大器(EDFA即在信号通过的纤芯中掺入了铒离子Er3 + 的光信号放大器)是1985年英国南安普顿大学首先研制成功的光放大器,它是光纤通信中最伟大的发明之一。

掺铒光纤放大器的工作原理:掺铒光纤放大器主要是由一段掺铒光纤(长约10-30m)和泵浦光源组成。

其工作原理是:掺铒光纤在泵浦光源(波长980nm或1480nm)的作用下产生受激辐射,而且所辐射的光随着输入光信号的变化而变化,这就相当于对输入光信号进行了放大。

研究表明,掺铒光纤放大器通常可得到15-40db的增益,中继距离可以在原来的基础上提高100km以上。

那么,人们不禁要问:科学家们为什么会想到在光纤放大器中利用掺杂铒元素来提高光波的强度呢?我们知道,铒是稀土元素的一种,而稀土元素又有其特殊的结构特点。

长期以来,人们就一直利用在我学器件中掺杂稀土元素的方法,来改善光学器件的性能,所以这并不是一个偶然的因素。

另外,为什么泵浦光源的波长选在980nm或1480nm呢?其实,泵浦光源的波长可以是520nm、650nm、980nm、和1480nm,但实践证明波长980nm的泵浦光源激光效率最高,次之是波长1480nm的泵浦光源。

掺铒光纤放大器的基本结构:EDFA的基本结构,它主要由有源媒质(几十米左右长的掺饵石英光纤,芯径3-5微米,掺杂浓度(25-1000)x10-6)、泵浦光源(990或1480nm LD)、光耦合器及光隔离器等组成。

光纤产业现状分析论文

光纤产业现状分析论文

光纤产业现状分析论文光纤产业现状分析论文光纤作为信息传输的重要载体,在现代社会的各个领域都得到了广泛应用。

光纤的出现极大地推动了现代通信技术的进步和应用。

本文将从光纤产业的现状、优劣势分析以及发展趋势等方面进行分析。

一、光纤产业现状光纤产业的发展可以分为以下阶段:(1)创新时期。

20世纪60年代,在光纤的理论发现及美国贝尔实验室等机构不断投入研发经费下,光纤技术得到了突破性的发展与应用。

(2)起步阶段。

20世纪70年代,中国从美国引进的一万公里光纤电缆开始铺设,这标志着中国光缆工业的诞生。

同时,欧、日、韩等国家也开始加快光缆产业的发展。

(3)快速发展阶段。

21世纪初,随着互联网、移动通信等领域得到迅速发展,光纤成为了互联网、电视、电话及移动通信等领域的主流传输方式。

光缆市场需求迅速增长,光通信产业链也得到了快速的发展。

目前,国内光纤行业已进入发展成熟期。

根据《光电(海外版)》2019年2月刊援引信息产业部发布的数据显示,2018年中国光纤电缆产量达到了6700万公里以上,出口额超过10亿美元,成为全球光纤产业制造大国之一。

同时,光纤成为国内宽带接入网络的建设主要手段和城市交通、公共服务、智能制造、物联网等领域重要的信息载体。

二、光纤产业的优劣势分析1.优势分析(1)大市场潜力。

国内光纤市场发展潜力巨大,随着5G 和物联网技术的快速发展,市场需求将大幅提升。

(2)技术优势。

在制造工艺、性能参数和应用技术等方面,国内光纤产业已经具备了全方位的技术优势。

(3)产业链完备。

目前,国内光纤产业链已形成,在光模块、光器件、光源、控制部件、整机制造等领域都具有特色和优势。

(4)政策优势。

随着国家推进信息化建设,国家出台的一系列政策措施将为光纤产业的发展提供政策优势。

2.劣势分析(1)市场竞争激烈。

国内外光纤产业竞争激烈,国内光纤企业在国内市场面临激烈的价格竞争和质量竞争,同时面对国际市场上的品牌优势和行业巨头的竞争。

我国光纤通信技术论文

我国光纤通信技术论文1.1损耗低,传输距离远与一般的通信相比,光纤的损耗率要低得多。

目前,光纤的损耗可以低达0.2dB/km。

中继光放大器间距可达100多km,而传统的铜电缆中继放大器间距仅为几百米到几千米。

因此,除了用户到小站间仍使用铜电缆,其他通信网中包括电视网、跨海洋的网络全部使用光纤通信。

光纤通信在长距离传输中的优势特别明显。

目前光纤通信的最长通信距离达到10000m以上。

1.2抗干扰力量强与其他光缆相比,光纤通信具有特别明显的优点———抗电磁干扰力量极强。

光纤通信设备的主要成分是SiO的应用给光纤通信技术带来无可比拟的优势。

由于石英具有极强的抗腐蚀性和绝缘性,因此,应用到光纤通讯设备上使其同样具有较强的抗干扰力量。

光纤通信不会受到太阳黑子活动、电离层变化、雷电以及人为释放的电磁等方面的干扰,这一特性使得光纤可以应用到军事领域中。

1.3平安性和保密性高由于光纤主要依靠光波的全反射原理进行传输,光信号完全被限制在包层内,光波泄露的现象很少发生。

而且一个光缆内的许多光纤线之间也不会相互干扰,因此,光通信的抗干扰力量很强,保密性和平安性特别高。

此外,光纤的重量很轻、体积较小,这样既节约空间又使得设备的安装特别便利。

另外,用来制作光纤通信设备的原材料越来越丰富,而且价格低廉,稳定性好,同时受环境温度影响小,使用寿命很长。

光纤通信技术这些优势使其在日常生活中的应用范围和领域越来越广。

2光纤通信技术在我国的进展现状2.1一般单模光纤的现状光纤分为单模光纤和多模光纤两大类。

目前,一般单模光纤是我们生活中最常见的光纤。

单模光纤只能传输一种模式的光,且对光源的谱宽及稳定性都有较高的要求。

随着光纤通信技术的进展,单模光纤的传输距离和信息容量也在不断增加,G652.A光纤的性能还能进一步优化和提高。

符合ITUTG654规定的截止波长的单模光纤和符合G653规定的单模光纤是对G652.A光纤进行了改进。

2.2接入网光缆的进展现状光纤接入网指的是以光纤为主要媒质实现接入网的信息传送。

光纤通信论文六篇

光纤通信论文六篇光纤通信论文范文1光纤通信是一种以光线为传媒的通信方式,它主要利用光波实现信息的传送。

光纤通信技术最基本的系统组成有三大板块,主要有:光的放射、接受和光纤传输。

该通信系统可以单独进行数字信号或者模拟信号的传输,也可以进行类似于多媒体信息和话音图像多种不同类别的信号的混合传输。

光纤通信的基本特征如下。

1.1宽频带,大容量在光纤通信技术中,光纤可容纳的传输带宽高达50000GHz。

光源的调制方式、调制特性以及光纤的色散特性确定了光纤通信技术系统的容许频带。

比如说,有一些单波长光纤的通信系统,通常使用的是密集波的分复用等简单一些的技术,从而避开通信设备存在瓶颈效应等电子问题,促使光纤宽带发挥乐观的效应,增加光纤传输的信息量。

1.2抗干扰光纤通信有一个特殊好的优点,就是它拥有极强的抗电磁干扰力量。

由于光纤通信的主要制作原料——石英,具有极强的绝缘性、抗腐蚀性,所以光纤通信具有极强的抗干扰力量。

光纤通信也不会受到电离成的变化、太阳黑子的活动和雷电等电磁干扰,更不会在意人为释放电磁的影响,石英为光纤通信技术带来了巨大的优势。

光纤的质量轻、体积小,既能有效节约空间又能保证安装便利。

而且,制作光纤的原始材料来源丰富,成本低廉,温度稳定度高、稳定性能好,所以使用寿命一般都很长。

光纤通信优势明显,促成了光纤通信技术在现代生活中的广泛应用,并且这个应用过的范围还在不断的拓展。

2光纤通信技术进展特点2.1扩大了单一波长传输的容量当今社会仅单一波长传输的容量就高达40Gbit/s,并且相关部门在这个基础上已经开头讨论160Gbit/s的传输技术。

在讨论40Gbit/s以上的传输技术时,应当对光纤的PMD做出详细的要求。

2021年,美国优先在LTU-TSG15会议中提出了将新的光纤类别引入40Gbit/s系统的倡议。

并且认为在PMD传输中一些问题有待探讨。

我们坚信在不久的将来,举世瞩目的特地的40Gbit/s的光纤类型将会消失。

光纤技术专题科技论文

光纤技术专题科技论文实验理论,方法,现象及结果:最近连续三周我们做了光纤技术专题实验。

光纤是光导纤维的简称,是由石英玻璃或塑料制成的很细的纤维状物质,是一种导引光波的新型传输物质。

目前,光纤在通信、传感、激光治疗、激光加工等许多方面都获得广泛应用,但其最主要的应用领域是光纤通信和光纤传感。

光纤通信只利用激光作为信息的载波信号并通过光纤来传递信息的的通信系统,是人类通信史上一次重大突破。

相对于无线电通信,光纤通信具有传输带宽、通信容量大、中继距离远、抗干扰能力强、无串音、轻便、材料资源丰富、成本低等优点。

光纤传感器是利用外界物理因素改变光纤中光的强度、相位、偏振态或波长,从而对外界物理因素进行探测、计量和数据传输的传感器。

相对于传统的传感器,光纤传感器具有灵敏度高、抗干扰能力强、电绝缘性能好、便于与计算机连接,便于组成遥测网络、体积小、耗电少等优点。

本专题实验的目的在于了解光纤的结构和一般性质,学习光纤的耦合、传输及传感特性及其在通信和传感领域中的应用。

这个专题实验具体分为三个小实验:实验1.光源于光纤特性,分为半导体激光器的电光特性;光纤的耦合与耦合效率测量;光纤数值孔径测量。

实验2 。

光信号传输,有音频信号的调制、传输与解调;光在光纤中传输时间的测量。

实验3.光纤传感器,有反射式光纤传感和微弯式光纤传感。

光纤的耦合在实验中光纤与光源的耦合有直接耦合和经聚光器件耦合两种。

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:将用专用设备使切制好并经清洁处理的光纤端面靠近光源的发光面,并将其调整到最佳位置(光纤输出端的输出光强最大),然后固定其相对位置。

这种方法简单,但必须有专用设备而且需要细心地调试,才能达到一定的耦合功率。

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)。

光纤技术论文

光纤技术论文光纤作为一门新兴技术,近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,下面是店铺整理了光纤技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!光纤技术论文篇一光纤技术的应用0 引言光纤通信技术已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。

光纤通信作为一门新兴技术,近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。

1 光纤的概述光纤即为光导纤维的简称。

光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。

光纤通信之所以发展迅猛,主要缘于它具有以下优点:1)通信容量大、传输距离远;2)信号串扰小、保密性能好;3)抗电磁干扰、传输质量佳;4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输;5)材料来源丰富,环境保护好;6)无辐射,难于窃听;7)光缆适应性强,寿命长。

2 光纤通信技术发展的现状目前,光纤通信技术已有了长足的发展,新技术也不断涌现,进而大幅度提高了通信能力,并不断扩大了光纤通信的应用范围。

2.1 波分复用技术波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。

根据每一信道光波的频率(或波长)不同,将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道,把光波作为信号的载波,在发送端采用波分复用器(合波器),将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。

在接收端,再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。

由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时),从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。

自从上个世纪末,波分复用技术出现以来,由于它能极大地提高光纤传输系统的传输容量,迅速得到了广泛的应用。

1995年以来,为了解决超大容量、超高速率和超长中继距离传输问题,密集波分复用技术成为国际上的主要研究对象。

DWDM光纤通信系统极大地增加了每对光纤的传输容量,经济有效地解决了通信网的瓶颈问题。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

大学物理实验
光纤技术专题论文
学院电气工程学院
实验时间2012年9月21日至2012年10月12日
光纤技术专题实验论文
摘要:了解光纤的结构和一般性质,学习光纤的耦合,传输及传感特性及其在通讯和传感领域中的应用。

关键词:光源与光纤特性,光信号传输,光纤传感
开篇语:
9月21日,28日,10月12日我小组分三次完成了光纤专题的实验,
分别是光源与光纤特性、光信号传输和光纤传感。

在实验过程中学习和了解到了许多关于光纤及光纤传输的知识,特别是如何耦合光
纤的技巧与方法。

光纤是光导纤维的简称,是由石英玻璃或塑料制成的很细的纤维状物质,是一种导引光波的新型传输介质。

光纤实际是指由透明材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料做成的包层,并将射入纤芯的光信号,经包层界面反射,使光信号在纤芯中传播前进的媒体。

般是由纤芯、包层和涂敷层构成的多层介质结构的对称圆柱体。

光纤有两项主要特性:即损耗和色散。

人们利用光纤作为光的传输介质的研究工作经历了一段艰辛的道路。

目前,光纤在通讯,传感,激光治疗,激光加工等许多方面都获得广泛应用,但其最主要的应用领域是光纤通讯和光纤传感。

光纤通讯:
光纤通讯,是指一种利用光与光纤传递资讯的一种方式。

属于有线通信的一种。

光经过调变后便能携带资讯,具有传输容量大,保密性好等优点。

光纤通信现在已经成为当今最主要的有线通信方式。

将需传送的信息在发送端输入到发送机中,将信息叠加或调制到作为信息信号载体的载波上,然后将已调制的载波通过传输媒质传送到远处的接收端,由接收机解调
出原来的信息。

光纤传感技术是20世纪70年代伴随光 纤通信技术的发展而迅速发展起来的,以光波为载体,光纤为媒质,感 知和传输外界被测量信号的新型传感技术。

作为被测量信号载体的光波 和作为光波传播媒质的光纤,具有一系列独特的、其他载体和媒质难以 相比的优点,光纤传感技术一问世就受到极大重视,几乎在各个领域得 到研究与应用,成为传感技术的先导,推动着传感技术蓬勃发展。

实验过程:
一、光源与光纤特性
在第一次的实验课程中,我们首先绘制出了半导体激光器的电光特 性曲线,并求出了阈值电流(29.3mA )
接下来就是实验中最重要的部分一一光纤耦合。

在耦合之前,要对光纤做必要的处理,我们有多次的尝试,很大一 部分时
阳車An
池 光源与光线特性2图
电 S/mA
间都用在了光纤耦合上。

处理光纤端面对整个实验的影响很大,端面很容易断裂,一旦实验中发现光斑发散,或者耦合过小时(功率大小常常过不了100小),必须及时重切光纤。

这个过程考验了我们的耐心和细心程度,也增强了我们之间的默契。

光纤耦合好之后,实验也就已经完成了大半,紧接着我们测量了光纤的数值孔径,并通过计算求出了具体数值。

二、光信号传输
光信号的传输主要考查了对示波器的运用能力。

在上述实验一的基
础上耦合好光纤,用信号线将实验仪发射面板中的输出波形与示波器面板的CH1通道相连,通过观CH通道波形和耦合后CH2通道波形,即可测量出光在光纤中传输的时间。

耦合依旧是一个比较重要的部分,如果耦合的越成功,矩形波就越明
显,对实验数据来说也就越好。

第二次实验的耦合效率比实验一高很多。

光信号传输的基本原理:
传光原理是全反射原理,调制其幅度以携带信号,以折射和反射的方式行走(传输)。

光的折射原理,光从密度高的介质射到密度低的介质时就会折射。

因光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射。

折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。

当入射光的角度达到或超过某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。

不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。

光纤通讯就是基于以上原理而形成的。

三、光纤传感
光纤传感包含对外界信号的感知和传输两种功能。

感知,是指外界信号按照其变化规律使光纤中传输的光波的物理特征参量如强度、波长、频率、相位和偏振态等发生变化,测量光参量的变化即“感知”外界信号的变化。

这种“感知”实质上是外界信号对光纤中传播的光波实时调制。

所谓传输,是指光纤将受到外界信号调制的光波传输到光探测器进行检测,将外界信号从光波中提取出来并按需要进行数据处理,也就是解调。

因此,光纤传感技术包括调制与解调两方面的技术,即外界信号如何调制光纤中的光波参量的调制技术及如何从被调制的光波中提取外界信号的解调技术。

反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器。

光纤采用Y型结构,两束光纤一端合并在一起组成光纤探头,另一端分为两支,分别作为光源光纤和接收光纤。

光从光源耦合到光源光纤,通过光纤传输,射向反射片,再被反射到接收光纤,最后由光电转换器接收,转换器接受到的光源与反射体表面性质、反射体到光纤探头距离有关。

当反射表面位置确定后,接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。

当光纤探头紧贴反射片时,接收器接收到的光强为零。

随着光纤探头离反射面距离的增加,接收到的光强逐渐增加,到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。

实验三是绘制反射式位移传感器的调整特性曲线,利用这条特性曲线可以通过对光强的检测得到位移量。

反射式光纤位移传感器是一种非接触式测量,具有探头小,响应速度快,测量线性化(在小位移范围内)
等优点,可在小位移范围内进行高速位移检测。

在第三次实验中我们使用反射式光线位移传感器进行测量,并每隔0.1mm进行记录,一共记录5mm。

用得出的数据绘出调制特性曲线,了解光纤传感器的工作原理。

且得出的曲线基本与教材相符。

光纤压力传感图
结束语:
光纤专题实验使我对光纤的结构,原理以及各方面的应用有了更
深刻的认识,实验过程虽然遇到了许多问题,但是在老师的指导和合作者的努力下,这些问题都被一一解决,使我在学习的过程中也体会到了合作的重要和实验成功的喜悦,并且由于光纤非常细,光源出来的光不容易找到焦点,以与光纤耦合成功,需要调试很多次,而且也许都达不到预期的效果,所以耦合好光纤是本次实验的关键。

参考文献:
《大学物理实验》北京交通大学物理实验中心。

相关文档
最新文档