光纤传感器实验报告（1）

实 验 报 告 评分：

09 级 6 系 姓名： 安森松 学号: P

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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：

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（℃）

26.1

28.6

29.1

29.6

30.1

30.7

31.2

右移条纹数

+21

+24

+27

+30

+33

+36

+39

温度示数（℃）

31.7

32.2

32.8

33.4

33.9

34.6

35.2

（2）降温（2）降温过程

左移条纹数

-0

-3

-6

-9

-12

-15

-18

温度示数（℃）

36.1

35.9

35.6

35.3

34.9

34.6

34.1

左移条纹数

-21

-24

-27

-30

-33

-36

-39

温度示数（℃）

33.7

33.3

32.9

32.4

32.0

31.6

31.2

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：

η=P1P2×100

二．光纤传感实验

1.升温时

利用Origin作出拟合图像如下： 温度/℃条纹数 由上图可看出k=5.49±0.06

温度/℃

条纹数

根据光纤温度灵敏度的计算公式ΔφlΔT,由于每移动一个条纹相位改变2π，则 Δφ=2π×

故灵敏度即为Δφ

因l=29.0cm

故其灵敏度为ΔφlΔT=

2.降温时

温度/℃条纹数 利用Origin作出拟合图像如下： 由上图可看出k=7.45±0.11

温度/℃

条纹数

同上：

灵敏度为Δφ

因l=29.0cm

故其灵敏度为ΔφlΔT=（

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：

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。

温度改变1℃时，条纹的移动量与哪些因素有关？

答：

与光纤的温度灵敏度有关

与光纤置于温度场的长度有关

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：

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。

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。

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。

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。