光纤传感器应用注意事项 _知识百科

1.光纤
常见的光纤有阶跃型和梯度型多模光纤及单模光纤，选用光纤必须考虑以下因素：
(1)光纤的数值孔径NA
从提高光源与光纤之间耦合效率的角度来看，要求用大的NA ，但是NA越大，光纤的模色散越严重，传输信息的容量就越小。但是大多数光纤传感器来讲，不存在信息容量的问题，光纤以最大孔径为宜，一般要求是：0.2≤NA＜0.4 。
(2)光纤传输损耗
传输损耗是光纤的最重要的光学特性，很大程度上决定了远距离光纤通信中继站的跨越，但是光纤传感器系统中，大部分距离都比较短，长者不足4M ，短的只有几毫米。特别是作为敏感元件的特殊光纤，可放宽传输损耗的要求，一般损耗＜10dB/km的光纤均可采用。
(3)色散
色散是影响光纤信息容量的重要参量，如前所讲，可放宽这方面的要求。
(4)光纤的强度
对传感器而言，都毫无例外的都要求较强的强度。
2.光源
(1)白炽光源
白炽光源的辐射近似为黑体辐射。其优点是：价格低廉，容易获得，使用方便，但在传感器中使用，由于辐射密度比较小，故只能与光纤束和粗芯阶跃光纤配合使用。缺点是稳定性比较差，寿命短。
(2)气体激光器
高相干性光源，容易实现单模工作，线性非常窄；辐射密度比较高，与单模光纤耦合效率高；噪声比较小。
(3)固体激光器
现在主要用固态铷离子激光器等，优点是体积小，坚固耐用、高效率、高辐射密度。光谱均匀而且比较窄，缺点是相干性和频率稳定性不如气体激光器。
(4)半导体激光器
是光纤传感器的重要光源，主要LED ，优点是体积小巧、坚固耐用、寿命长、可靠性高、辐射密度适中、电源简单。
光源很多，对光源的基本要求是一致的，必须使具有适当特性的、功率足够大的光达到检测器，以确保检测系统有足够大的信噪比，遵循原则为：选择辐射足够强的光源，要求在敏感元件的工作波长上有最大的辐射功率；光源必须与光纤匹配，以获得最好的耦合率；光源的稳定性要好，能在长期的室温下工作。
3.光电探测器
【光纤传感器应用注意事项】光电探测器是光电检测中不可缺少的器件，把光信号转变为电信号。选择准则：在工作波段内灵敏度要高；有检测器引入的噪声一定要小，因此要选用暗电流、漏电流和并联电导尽可能小的器件；可靠性高、稳定性好；尺寸小、便于组装、容易与光纤耦合；偏压或偏流不宜过高；价格低廉。