光纖傳感器的原理：

 

　　光纖(OpticalFiber)是光導纖維的簡稱，光纖的主要成份為二氧化硅，由折射較高的纖芯、折射率較低的包層及保護層組成。纖芯為直徑大約0.1mm左右的細玻璃絲，把光封閉在其中并沿軸向進行傳播的導波結構。光纖傳感器的發(fā)現起源于探測光纖外部擾動的實踐，在實踐中，人們發(fā)現當光纖受到外界環(huán)境的變化時，會引起光纖內部傳輸光波參數的變化，而這些變化與外界因素成一定規(guī)律，由此發(fā)展出光纖傳感技術。

 

　　光纖對許多外界參數有一定的敏感效應。研究光纖傳感原理就是研究如何應用光纖的這些效應，研究光在調制區(qū)內與外界被測參數的相互作用，實現對外界被測參數的“傳”和“感”的功能，這是光纖傳感器的核心。

 

　　在光通信系統(tǒng)中，光纖被用作遠距離傳輸光波信號的媒質。顯然，在這類應用中，光纖傳輸的光信號受外界干擾越小越好。但是，在實際的光傳輸過程中，光纖易受外界環(huán)境因素影響，如溫度、壓力、電磁場等外界條件的變化，將引起光纖光波參數如光強、相位、頻率、偏振、波長等的變化。因此，人們發(fā)現如果能測出光波參數的變化，就可以知道導致光波參數變化的各種物理量的大小，于是產生了光纖傳感技術。光纖傳感技術是用光纖對某些物理量的敏感特性，將外界物理量轉換成可以直接測量的信號的技術。由于光纖不僅可以作為光波的傳播媒質，而且由于光波在光纖中傳播時表征光波的特征參量(振幅、相位、偏振態(tài)、波長等)因外界因素(如溫度、壓力、應變、磁場、電場、位移、轉動等)的作用而直接或間接發(fā)生變化，從而也可將光纖用作傳感元件來探測各種物理量。

 

　　上圖是光纖傳感器的原理結構圖。光纖傳感器通常由光源、傳輸光纖、傳感元件或調制區(qū)、光檢測等部分組成。光強、波長、振幅、相位、偏振態(tài)和模式分布等參量在光纖傳輸中都可能會受外界影響而發(fā)生改變，特別如溫度、壓力、加速度、電壓、電流、位移、振動、轉動、彎曲、應變以及化學量和生物化學量等對光路產生影響時，都會使這些參量發(fā)生相應變化。光纖傳感器就是根據這些參量隨外界因素的變化關系來檢測各相應物理量的大小。