光纤传感器的用途有哪些

　　光纤传感器按用途分为通信光纤和非通信光纤通信光纤：用于光通讯系统。实际使用中大多使用光缆，即多根光纤组成的线缆。非通信光纤：指特殊用途的非通讯光纤，主要有低双折射率光纤、高双折射率光纤、涂层光纤、多模梯度光纤、激光光纤、红外光纤。光的传输原理光的全反射定律光的全反射现象是研究光纤传光原理的基础。折射率：光线在真空中的传播速度与光线在该介质中的传播速度之比。介质的折射率越高，则光线在该介质中传播得越慢。

 

　　光纤传感器按用途分为通信光纤和非通信光纤。

 

　　1、按纤芯和包层材料性质分类，有玻璃光纤和塑料光纤两大类

 

　　1）高纯度石英（sio2）玻璃纤维，这种材料的光损耗比较小。

 

　　2）多组分玻璃纤维，用常规玻璃制成，损耗较小。

 

　　3）塑料光纤，用人工合成导光塑料制成，其损耗较大，但质量轻，成本低，柔软性好，适用于短距离导光。

 

　　2、按折射率分布分类，有阶跃折射率型和梯度折射率型

 

　　1）阶跃型光纤（折射率固定不变）：指纤芯和包层折射率不连续的光纤。

 

　　2）梯度型光纤（纤芯折射率近似呈平方分布）：在中心轴上折射率最大，沿径向逐渐变小，界面处n1=n2，n1的分布大多按抛物线规律，其关系式为：n1=n.(1-A.r2/2)n为纤芯中心折射率，如1.525A为常数，如A=0.5mm-2r为径向坐标采用梯度折射率光纤时，光射入光纤后会自动从界面向轴心会聚，故也称为自聚焦光纤。

 

　　按传播模式的多少分为单模光纤和多模光纤光波，本质上是一种电磁波，在纤芯内传播的光波，可以分解为沿轴向和截面传输的两种平面波成分。沿截面传输的平面波将会在纤芯与包层的界面处产生反射。如果此波的每一个往复传输（入射和反射）的相位变化是360°的整数倍时，就可以在截面内形成驻波，这样的驻波光线组又称为模。只有能形成驻波的那些以特定角度射入光纤的光，才能在光纤内传播，在光纤内只能传输一定数量的模。当光纤直径很小（一般为5---10微米），只能传播一个模时，这样的光纤称为单模光纤；光纤直径较大（通常为几十微米以上），能传播几百个以上的模时，这样的光纤被称为多模光纤。

 

　　光纤传感器当光线以较小的入射角φ1（φ1﹤φc，φc为临界角），由光密媒质（折射率n1）射入光蔬媒质（折射率n2）时，一部分光线被反射，另一部分光线折射入光蔬媒质，折射角φ2满足斯乃尔法则n1sinφ1=n2sinφ2当加大入射角φ1，φ1﹥φc时，光不再产生折射，只有反射，就形成光的全反射现象。光线在临界面上发生的内反射示意图光纤的传光原理阶跃型多模光纤中子午光线的传播只有在光纤端面一定入射角范围内的光线才能在光纤内部产生全反射而传播出去。能产生全反射的最大入射角可以通过临界角定义求得。n0sinθ=n1sinθ1=n1cosφ1=n1(1-sin2φ1)1/2