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实验五光纤传感器位移测量
、目的1．熟悉反射式强度外调制光纤位移传感器的工作原理。
2．掌握光a段（前沿）线性度好，灵敏度高，是兀纤位移传感器的正常工作范围，当位移x继续加大至曲线a~b段（后沿）输出电压反而迅速下降，线性被破坏。
［实验单元］
Y型多膜玻璃兀纤，兀电变换器，直流稳压源，数字电压/频率表，示波器，支架，反射片，测微头，低频振荡器，激振电路I。
［注意事项］1光电变换器工作时V0最大输出电压以2V左右为好，可通过调节增益电位器来控制。
2．实验时请保持反射镜片的洁净及与兀纤端面的平行度。
3．工作时兀纤端面不宜长时间直照强兀，以免内部电路受损。
4．注意背景兀对实验的影响。
5．兀纤勿成锐角曲折。
［实验附录］兀纤的简单结构和分类。
（1）结构
见图5-6，兀纤包括纤芯、包层和涂敷层，是一多层介质构成的对称圆柱体。
纤芯直径约为5~75微米。
纤芯外面有包层，包层有一层、二层、（内、外包层）或多层，（称为多层结构）但总直径在100~200微米上下。纤芯的折射率略高于包层的折射率。两者细微的区别，保证兀主要限制在纤芯里进行传输。
包层外面还要涂涂料，作用是增加兀纤机械强度，保护兀纤不受外来的损害。兀纤的最外层是外套，这是一种塑料管，起保护作用。不同颜色的塑料管可用以区别各种兀纤。
许多兀纤绕在一起组成兀缆，兀缆里兀纤数量的多少视需要而定。兀纤的结构一般用折射率沿径向的分布函数来表征，这种分布函数称为兀纤的折射率剖面（或断面）。为了简略地表示出兀纤的剖面特征，对于单包层兀纤）引入纤芯包层相对折射率差作为剖面参数，其定义为一种是光纤材料的折射率为均匀阶跃的，
称为阶跃型，见图5-7(a)所示，n0为纤芯折射率，®为包层折射率，n0>®；另一种是纤芯材料折射率沿光纤径向递减，称为梯度型或渐变型，见图5-73)所示。
(2)分类
光纤传输的光波，可分解为沿纵轴向传播和沿横切向传播的两种平面波成分。后者在纤芯和包层的界面上会产生反射；当它在横切向往返一次的相位变化为I的整数倍时，将形成驻波。形成驻波的光线组称为模；它是离散存在的，即某种光纤只能传输特定模数的光。
按传输模分。单模光纤；纤芯直径仅几个微米，加包层和涂敷层也仅几十微米到125微米。纤芯直径接近波长。其折射率差小到百分之零点几。多模光纤：纤芯直径有501m,加包层和涂敷层有150「m,纤芯直径远大于波长。多模光纤传输的模数多，其折射率差
n®=~。
根据光纤的折射率沿径向分布函数不同又进一步分为单模阶跃型光纤，多模阶跃型光纤和多模梯度型光纤。
除此之外，光纤还按其制作材料、制作方法、用途等方法来分类。
2、光纤的基本特性。
信号通过光纤时光纤的损耗和色散是光纤传输的主要特性。
(1)损耗设光纤入射端与出射端的光功率分别为Pi和P0，光纤长度为L(km),则光纤的损耗
〈(dbkm可用下式计算：
lg厂
10P
〈=r（5-3）
LP
0
它是表征光纤传输特性的一个重要参数。
引起光纤损耗的因素为吸收损耗和散射损耗。物质的吸收作用将使传输的光能变成热能，造成光功率的损