文档介绍：马赫-曾德光纤干涉实验
光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一种新型传感器，它是光纤和光通讯技术迅速发展的产物。光纤马赫-曾德干涉仪(MZI)是一种功能型光纤传感器，它在光纤技术中常用作相位、频率等的调制解调器。
一、实验目如果L] = L2 = L，而且初始相位中]° =%0，就可以得到，
△中=竺(AnL + nAL)
0
1 A中
L AT
两边同除以L、AT，可以得到
2兀，An n AL、 ——( + )
人 0 AT L AT
上式具有普遍性，等号的左边表示单位长度的光纤受温度的影响，温度每改变1°C时光纤中光的相位的改变量;等号右边的△ 率。
马赫-曾德光纤压力传感工作原理
氦氖激光器发出的激光聚于光耦合器，而后分成两路光束分别由光纤L和光纤L 1 2
传输,经过终端光耦合器输出端面形成干涉条纹。光纤L1的光程保持不变,而光纤L 2的光程随压力的变化而改变。在压力增加时光程增加,压力减小时光程减小。设两路光纤的光程差为5，由光程差8导致两路光波的相位差A中为
2兀SP
力
式中入为激光的波长，P为压力，S(S= 5 /P)为压力传感光纤的转换系数，与传感光纤的长度、折射率和横截面积变化有关。
干涉条纹的强度I与相位差A中的关系是
I = I +1 K cos
0 0
2兀SP
力
(9)
其中，I。为平均光强，K为干涉条纹对比度
光程差5每改变一个波长入，即压力P每改变△ P=X/S时,干涉条纹将明暗相间变化一次，其光强度变化近似于正弦波。若干涉条纹明暗变化次数为N,则压力变化为
(10)
AP = N •- S
四、OFKM-W型多功能全光纤干涉仪的结构
图2所示的是OFKM-W型干涉仪俯视示意图，激光器发出的650nm激光先经过0#光纤插座（适配器）进入1#光纤，在机箱内部，图上看不见，（注意：禁止学生自行转动、插拔该插头，因为其精度极高，稍微用力不当，会导致进入光纤的光功率迅速下降，甚至可能导致
损坏而不出激光），然后再经过“分路器”将激光按一定功率比例（在OFKM-W型中，为1:1）分到两根3#、4#输出光纤中，输出中一路光纤穿过加热器，与3#适配器连接，6#准直器一头与3#适配器相接，另一头固定在准直器架上。另一路穿过“压力箱”与2#适配器相接，5# 准直器固定在5#准直器架上。6#准直器支架具有四维可调功能，通过微调（出厂前已经大致调好），使从两个准直器出来的激光束准确地会聚于透镜L表面上的同一点。
图2 OFKM-W型干涉仪俯视示意图
图2所示为前面板示意图，上有三个开关：电源开关、激光开关、加热开关。另外，还有“计数”复零开关，每按一次，计数表上复零；温度表头分别显示MK （迈克尔逊干涉仪）的探测温度和MZ （马赫-曾德干涉仪）的探测温度，两个开关控制加热。
1#光电讯号电压计数器加热开关
、「■/
|「32| 1 口 |
| "0 | MAK
rr^i o 0 □
复位按钮MAC 激光总电源
在光电讯号电压
图3 OFKM-W型干涉仪前面板示意图
五、实验内容及步骤
温度传感：
（1）打开MZ加热开关，让温度上升，一直升到