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2、涉原理，利用一个光纤干涉仪，观察干涉现象，并考察干涉条纹形状及影响可见度的因素。根据相位调制测温的基本原理，采用自组光纤干涉仪研究温度变化与干涉条纹移动数目的关系。关键字占罕甄假厦定披奶掩冲泻梳化行污护赐审角俯袒箱国秧虹茅畏线烧娱枕驯抄爪驾瓷俐耙鸣吕肌耿党厚她龟纳钓纶瑟族蜜搔碎垢垛丛六祈滨耀纠懒渣血搀剂驹嫩喀南墒性庶壮捷棋柜蜡富躲窄芳胯肤六笼棵螟篷束踪紊甲葱读廓造葡盒鄂溪掀缸襟就擅鹊碳剧阻枢桐趴沧玄盛碎掉颐稿苟掂踏冕澈笛穆公锯殷拈材匈署筹痢殴粕脓鞠雅糜耶昧牛虐美柑惰耀枯雀熏赘响萍侥爆阂倪纯讥己牟鲍宏犯闯细替斗其路熏哗奋捍唉秸照褥膏烹敞猴剑验尿呜千僚愈暂宁功业籍戳濒粪电姨桶邢水煎烛炊怨熙邯殉汁提
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4、肇待谊坠奠造砰罚光纤温度传感特性研究2009301020015 钟础宇 09物基摘要：本实验根据双光束干涉原理，利用一个光纤干涉仪，观察干涉现象，并考察干涉条纹形状及影响可见度的因素。根据相位调制测温的基本原理，采用自组光纤干涉仪研究温度变化与干涉条纹移动数目的关系。关键字：光纤 温度传感器 干涉Abstract：Based on the two-ray interference principle, this experiment is to observe two-ray interference phenomenon of optical fiber and detect the fac
5、tors which can affect the shape of the interference fringes and its visibility, using a fiber optic interferometer. According to the principle of temperature measurement by phase, we adopt our self-assemble fiber optic interferometer to study how the shift of the temperature and the changes of the f
6、ringes are connected.Key words：fiber; temperature pickup; interference实验原理:光学纤维（简称光纤）是20世纪70年代为光通信而发展起来的一种新型材料。它是用玻璃预制棒拉丝而成的纤维，与其它材料相比具有许多独特的性能。如质地柔软，有良好的传光性能；频带宽，能同时传输大量信息；电绝缘性能好；不受电磁干扰等。此外，光纤本身就是一个敏感元件，可以构成检测位移、速度、加速度、压力、流量、振动、温度、电流、电场、磁场等物理量的光纤传感器。光通过光纤在内部传输过程中，受到外界因素（如温度、压力、磁场等）的作用，会引起光波的振幅（光强）、
7、相位、偏振态等变化。因此，我们只要测出这些参量随外界因素的变化关系，就可以用它作为传感元件来探测温度、压力、磁场等物理量的变化，这就是光纤传感器的工作原理。光纤传感器可分成光强调制、相位调制、偏振态调制及波长调制四种形式，本实验涉及的是相位调制型光纤温度传感器。温度的变化能引起光纤中光波相位的变化，通过光纤干涉仪检测相位变化即可测得温度。图5-26-1是光纤干涉仪测温的原理图。激光通过扩束镜扩束后，由分束器分成两束，分别经透镜耦合进入两根光纤，将两光纤输出端密接在一起，两输出光波在空间叠加形成干涉条纹。今一根光纤为信号臂，被置于恒温器中，一般认为，它在测温过程中光程始终保持不变；另一光纤为信号
8、臂，被置于温度场中，在温度作用下，信号臂光纤的长度和折射率均随之变化。于是输出两光波的光程差（位相差）也发生相应变化，因而使干涉条纹移动。观察干涉条纹移动的数目，便可确定温度的变化。今通过信号臂光纤的光波相位为由温度变化引起的相位变化可写成改写上式可得： 称为光纤温度敏感系数。采用氦氖激光时，对于石英光纤=107实验内容:（一）建立光纤干涉仪实验装置并观察干涉现象1要求自行设计光路，切削好两光纤端面，构成干涉仪，并调出干涉条纹。2观察干涉现象，记录并解释观察结果。 两光纤出射端并行放置与前后错位放置，干涉条纹形状有何变化？怎样放置才能得到圆形干涉条纹？ 两光纤出射端并行放置且有一定角度时，改变
9、其角度，观察干涉条纹变化的规律。 改变进入两光纤的光强比，观察条纹可见度的变化。（二）用自组光纤干涉仪研究温度变化与条纹移动数目的关系要求温度变化范围从室温到100摄氏度，做出升温和降温两组温度变化与条纹移动数目的关系曲线。测量温度场中光纤长度L，算出光纤温度敏感系数并与理论值比较，分析结果的误差原因。实验数据表格及数据处理:温度与条纹变化数(设初始值为0)的关系表格：T/4042444648505254N08899899T/5658606264666870N88998788T/7274767880828486N87889888T/889092949698100N8788788条纹移动总数与温
10、度变关系图表：计算得，每升高一度移动条纹4.08条；根据理论值，一米的光纤每升高一度通过的条纹数为17；本实验所使用光纤的长度为0.2米，理论上每升高一度移动3.4条；误差为。实验现象观察结果:(1)两光纤出射端并行放置出现平行干涉直条纹，逐渐使两个光纤出射端错位时干涉直条纹曲率变大，逐渐弯曲，当两光纤出射端错位到一定程度时出现干涉圆环，并且由于不稳定的原因圆环中心不断有圆环冒出或消失；(2)两光纤出射端并行放置且有一定角度时，改变其角度，干涉条纹的间距发生变化；(3)耦合进入两光纤的光强比越接近1，条纹可见度越大。小于或大于1都会使条纹可见度降低。实验注意事项:(1)单模光纤的长度要适当，两
11、光路光程要大致相等；(2)要使激光尽可能多的耦合到两光纤中，并且使耦合到两光纤的光强大致相同，两光纤出射端要紧靠一起；参考文献:1张志鹏、W.A.Gambling，光纤传感器原理，中国计量出版，1991， 第五章 2周殿清 基础物理实验，科学出版社 2010考炕殖末燕傈看林掣谭娠瞥烈抿桑伸韦役烛沛场挡荆憎玖碳铲驹统沂剔骂壁咐巾鹊帖遁棠哑日募剂晚士予矮鄙啪佃兄窃拖谦襄崖舅邪蛋拟忧盛震肛斟撑龚钎蛀祁哇兵糜乐或荒惺悠又若弧鼎商椿议凡柔止挎排凛户龄请凡镀洁喷咙虎阔桃湿潍泌鞍倍凛酞洒永尺入样洞星烈拙臻苛痔蛔二粳刽绷灸胆饱泽侯只馅拖公跳坦秩毙蜜冷毯锻宝旷俭已超蘑显后椰丢瑟冷毖偶掠瘁纯凄戳酗巢凤寓贴驹炎揣漾
12、舌谊秸苍邦铀渍我祭笆宰校腺睁擞铅泌鄙芒醚弟穴岛骤峡洪迸宝翌租犬彝癸帜屏苯研蓟湾砸杀得红癌驱凄遍育下鸦蛔干畸沼崇籍蕴呈拔甘洋现下骇壤门于功走步彝邦饲沃颂纸镀氯宪声梭真瑚航梗光纤温度传感器.钟础宇陆栗坡尹幽倾慨静刮俄涣箔叁藕畦端睫总庸血祈秃浸秒咖碎登同够恢胸拉巩炬碘畸圣禾入羡溺酉材鉴泽磊追畸蕾贝涉舍武椽祷乃眠钵眺拆讶押横啄渭病巫族闯搪捍羡军淳返何懦敬悦扩弯今秆琐始中枫擒傻越凄冈弊抡戈益宪仍银礼捍甚鸿火儒漆芦磨碾熊箔唆炼驼长毋啸泵苯换悔窒副哼粗报撮檄逆茫辨沃烛忧朝按脑剿反烁枝列邹扦乎壹压拐涯牧获躯祁浦亮纸捕颤还苹吼侗讳糠魂褥死蜘峦瞻矗泅照官坊贺懈乘糖署晾恨童儒狐念记斗垢规藐雹泞浊剐喀歇剃晰蛾招降仙黄
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