偏振態(tài)調制型光纖傳感器

基本原理是利用光的偏振態(tài)的變化來傳遞被測對象信息。光波是一種橫波，它的光矢量是與傳播方向垂直的。如果光波的光矢量方向始終不變，只是它的大小隨相位改變，這樣的光稱為是線偏振光。光矢量與光的傳播方向組成的平面為線偏振光的振動面。如果光矢量的大小保持不變，而它的方向繞傳播方向均勻的轉動，光矢量末端的軌跡是一個圓，這樣的光稱為圓偏振光。如果光矢量的大小和方向都在有規(guī)律的變化，且光矢量的末端沿一個橢圓轉動，這樣的光稱為橢圓偏振光。利用光波的偏振性質，可以制成偏振調制光纖傳感器。在許多光纖系統(tǒng)中，尤其是bao含單模光纖的那些系統(tǒng)，偏振起著重要的作用。許多物理效應都會影響或改變光的偏振狀態(tài)，有些效應可引起雙折射現(xiàn)象。所謂雙折射現(xiàn)象就是對于光學性質隨方向而異的一些晶體，一束入射光常分解為兩束折射光的現(xiàn)象。光通過雙折射媒質的相位延遲是輸入光偏振狀態(tài)的函數(shù)。偏振態(tài)調制光纖傳感器檢測靈敏度高，可避免光源強度變化的影響，而且相對相位調制光纖傳感器結構簡單、且調整方便。其主要應用領域為：利用法拉第效應的電流、磁場傳感器；利用泡爾效應的電場、電壓傳感器；利用光彈效應的壓力、振動或聲傳感器；利用雙折射性的溫度、壓力、振動傳感器。目前最主要的還是用于監(jiān)測強電流。

光纖傳感器的優(yōu)點

無論采用何種調制方法，光纖傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比有一系列獨特的優(yōu)點：

(1)抗電磁干擾：一般電磁輻射的頻率比光波低許多，所以在光纖中傳輸?shù)墓庑盘柌皇茈姶鸥蓴_的影響。

(2)電絕緣性能好，安全可靠：光纖本身是由電介質構成的，適宜于在易燃易爆的油、氣、化工生產中使用。

(3)傳感器端無需供電，是無源器件，將傳輸與傳感集合到一體。

(4)耐腐蝕，化學性能穩(wěn)定：由于制作光纖的材料——石英具有極高的化學穩(wěn)定性，因此光纖傳感器適宜于在較惡劣環(huán)境中使用。

(5)體積小、重量輕，幾何形狀可塑。

(6)傳輸損耗小，傳輸容量大：可實現(xiàn)遠距離遙控監(jiān)測和多點分布式測量。

(7)測量精度可以很高。有些光纖傳感器（如干涉型）可以達到非常高的測量精度和分辨率。

(8)傳感器能夠復用，甚至實現(xiàn)分布式測量，一臺測量儀器可以實現(xiàn)大規(guī)模的傳感器測量。

(9)測量范圍廣；可測量溫度、壓強、應變、應力、流量、流速、電流、電壓、

液位、液體濃度成分等，可以說光纖傳感器能測量幾乎所有物理量和很多化學量。

傳感器的發(fā)展歷史及其發(fā)展趨勢：

壓力測量的歷史:

1594 伽利略出生在比薩（意大利），他獲得了用泵將河水抽到陸地灌溉的這種機器的專利。泵的核心是一個注射qi。伽利略發(fā)現(xiàn)，水在抽水機中能上升到10米，但為何會產生這種現(xiàn)象不得其解，此后，許多科學家都致力于找出產生這種現(xiàn)象的原因。

1656 奧托·馮·格里克出生在德國的馬德堡。托里切利的真空或“虛無”的結論與“大自然厭惡真空”（即自然界不存在真空）的教義相悖，因此受到了教會的抨擊。格里克研發(fā)出新的抽氣機（活塞式抽氣機）以抽空更大的容量，在馬德堡上演了一場戲劇性的試驗，他使用了凡士林將兩個金屬半球拼在一起，再將中間的空氣抽盡，各用八匹馬向兩側拉動都不能將它們分開。

1661 盎格魯愛爾蘭化學家羅伯特·波義耳，使用一端封閉的“J”形管研究壓力和定量氣體體積之間的關系，并提出Px V = K定律（P：壓力，V：氣體體積，K：常量）。這就意味著，如果一個已知在規(guī)定的壓力下氣體的體積，在定量定溫的條件下，如果氣體的體積發(fā)生改變，則可算出壓力。