光纖技術(shù)專題科技論文

1、光纖技術(shù)專題科技論文實驗理論，方法，現(xiàn)象及結(jié)果：最近連續(xù)三周我們做了光纖技術(shù)專題實驗。光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱，是由石 英玻璃或塑料制成的很細(xì)的纖維狀物質(zhì)，是一種導(dǎo)引光波的新型傳輸物質(zhì)。目前， 光纖在通信、傳感、激光治療、激光加工等許多方面都獲得廣泛應(yīng)用，但其最主 要的應(yīng)用領(lǐng)域是光纖通信和光纖傳感。光纖通信只利用激光作為信息的載波信號 并通過光纖來傳遞信息的的通信系統(tǒng)，是人類通信史上一次重大突破。相對于無 線電通信，光纖通信具有傳輸帶寬、通信容量大、中繼距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強、 無串音、輕便、材料資源豐富、成本低等優(yōu)點。光纖傳感器是利用外界物理因素 改變光纖中光的強度、相位、偏振態(tài)或波長，從而對外界

2、物理因素進(jìn)行探測、計 量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鞲衅?。相對于傳統(tǒng)的傳感器，光纖傳感器具有靈敏度高、抗十 擾能力強、電絕緣性能好、便于與計算機連接，便于組成遙測網(wǎng)絡(luò)、體積小、耗 電少等優(yōu)點。本專題實驗的目的在于了解光纖的結(jié)構(gòu)和一般性質(zhì)，學(xué)習(xí)光纖的耦 合、傳輸及傳感特性及其在通信和傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用。這個專題實驗具體分為三 個小實驗：實驗1.光源于光纖特性，分為半導(dǎo)體激光器的電光特性；光纖的耦合 與耦合效率測量；光纖數(shù)值孔徑測量。實驗2。光信號傳輸，有音頻信號的調(diào) 制、傳輸與解調(diào)；光在光纖中傳輸時間的測量。實驗3.光纖傳感器，有反射式光 纖傳感和微彎式光纖傳感。光纖的耦合在實驗中光纖與光源的耦合有直接耦合和經(jīng)

3、聚光器件耦合兩種。直接耦合是使光纖直接對準(zhǔn)光源輸出的光進(jìn)行的“對接”耦合。這種方法的 操作過程是：將用專用設(shè)備使切制好并經(jīng)清潔處理的光纖端面靠近光源的發(fā)光 面，并將其調(diào)整到最佳位置（光纖輸出端的輸出光強最大），然后固定其相對位 置。這種方法簡單，但必須有專用設(shè)備而且需要細(xì)心地調(diào)試，才能達(dá)到一定的 耦合功率。如果光源輸出光束的橫截面面積大于纖芯的橫截面面積，將引起較 大的耦合損耗。經(jīng)聚光器件耦合是將光源發(fā)出的光通過聚光器件將其聚焦到光纖端面上，并 調(diào)整到最佳位置（光纖輸出端的輸出光強最大）。這種耦合方法能提高耦合效率。 耦合效率n的計算公式為門=i x10C%P2式子中P1為耦合進(jìn)光纖的光功率（

4、近似為光纖的輸出光功率）。P2為光源輸出 的光功率。光纖傳感光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待 測參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強度、波長、 頻率、相位、偏正態(tài)等）發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號光，在經(jīng)過光纖送入光探 測器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測參數(shù)。光纖傳感器的應(yīng)用于對磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、 轉(zhuǎn)矩、光聲、電流和應(yīng)變等物理量的測量。光纖傳感器可分兩大類：一類是功能 型（傳感型）傳感器；另一類是非功能性（傳光型）傳感器。功能型傳感器是利用光纖本身的特性把光纖作為敏感元件，被測量對光纖內(nèi) 傳輸?shù)墓膺M(jìn)行調(diào)制，使傳輸?shù)墓獾膹姸?、?/p>

5、位、頻率或偏振態(tài)等特性發(fā)生變化， 現(xiàn)通過被調(diào)制走的傳導(dǎo)進(jìn)行解調(diào)，從而得出被測信號。非功能型傳感器是利用其它敏感元件感受被測量的變化，光纖僅作為信息的 傳輸介質(zhì)，常采用單模光纖。光纖在其中僅起導(dǎo)光作用，光照在光纖型敏感元件 上被測量調(diào)制。一、光源與光纖特性在第一次的實驗課程中，我們首先繪制出了半導(dǎo)體激光器的電光特性曲線，并 求出了閾值電流，接下來就是實驗中最重要的部分一一光纖耦合。在耦合之前， 要對光纖做必要的處理才能使實驗更加成功，在這個過程中，我們有多次的嘗 試，可以說有很大一部分時間都用在了光纖耦合上。處理光纖端面對整個實驗 的影響很大，斷面尤其容易斷裂，一旦實驗中發(fā)現(xiàn)光斑發(fā)散，或者耦合過

6、小時， 必須及時重切光纖，以保證實驗的順利進(jìn)行。光纖耦合好之后，實驗也就已經(jīng) 完成了大半，緊接著我們測量了光纖的數(shù)值孔徑，并通過計算求出了具體數(shù)值。二、光信號傳輸在上述實驗一的基礎(chǔ)上，耦合好光纖后，用信號線將實驗儀發(fā)射面板中的輸出 波形與示波器面板的CH1通道相連，通過觀察CH1通道波形和耦合后CH2通道 波形，即可測量出光在光纖中傳輸?shù)臅r間。三、光纖傳感實驗三是繪制反射式位移傳感器的調(diào)整特性曲線，利用這條特性曲線可以通過對 光強的檢測得到位移量。(ME)M茂電流(mA)位置讀數(shù)(mm)拓展，不足及建議：隨著技術(shù)的不斷提高，光纖技術(shù)上的許多問題已得到解決，光纖的韌性、大 小、抗干擾等都得到提高，光纖的使用將會逐漸的到普及，與光纖有關(guān)的技術(shù)也 會得到大幅度的發(fā)展，隨著企業(yè)的擴大，寫字樓大規(guī)模產(chǎn)生，許多網(wǎng)絡(luò)分層都一 直是我們面臨的難題，光纖的傳輸產(chǎn)品的趕緊會使這一問題得到解決，各城市的 局域網(wǎng)之間的傳輸速度將會大幅度提高。光纖的發(fā)展會是一場技術(shù)革命，它將會取代很多現(xiàn)有的產(chǎn)品，例如傳感器， 探測器等。目前的光纖傳輸還脫離不了有線傳輸，很多技術(shù)目前還不能克服，光 線不能大規(guī)模擴展，我相信在不久的將來，會實現(xiàn)無線傳輸?shù)耐瑫r它還不影響傳 輸規(guī)模。會帶給人們一個更為方便的快速、便捷的網(wǎng)絡(luò)時代。關(guān)于實驗內(nèi)容方法：這個專題