光纤传感器所用的光源种类繁多，从白炽光源到激光器的各种光源都采用今天，我们不讨论各种光源的结构及其工作原理，只讨论光纤传感器常用光源的性能，并指出选用光源的基本原则 1.白炽光源 这类光源通常为钨丝灯泡，其辐射近似地为黑体辑射由斯忒藩-玻尔兹曼定律可知，在2000 W时，其等效辐射度约为6 W/(sr?cm2)，但因其覆盖波长范围很宽，实际在可见光到红外波段上，其辐射度约0.1 W/(sr?cm2)白炽灯源的优点是价廉、容易获得、使用方便白炽光源可用作某些传感器的光源，但因其辐射度小，故只能与光纤束和粗芯阶跃光纤配合使用其缺点是稳定性较差，寿命短(通常只有几百小时) 2.气体激光器 常见的气体激光器有：氦氖激光器、二氧化碳激光器和氩离子激光器等这里只讨论氮氖激光器，其他的很少应用 氦氖激光器的工作物质是氖，辅助物质是氮，有三个主要输出波长：0.63 μm，1.15 μm和3.39 μm，是一种价廉、低功率（0.1?100 mW）的高相干光源除了相干性高外，氮氖激光器还具有下述优点： ①容易实现单模工作，而且线宽非常窄，可低到1 kHz，这对于干涉型传感器来说更为可贵 ②辐射度很高，与单模光纤耦合效率高例如，直径为1 mm的圆面积氦氖激光器产生输出功率的典型值为1 mW，其发散角约为1 mrad，因此其相应的单横模辐射度约为108 W/（sr?cm2），能髙效率地耦合进单模光纤 ③噪声小，除了激光腔内的等离子谐振频率外，氦氖激光器在其余频带内是相当平静的，噪声电平非常接近闪烁噪声 3.固体激光器 为了区别于半导体激光器，所以有人把它称为晶体激光器，主要包括红宝石激光器、掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光器和钦玻璃激光器等红宝石激光器已很少用，现在所说的固体激光器主要指固态钕离子激光器等这类激光器的优点是体积小巧、坚固耐用、高功率、高辐射密度（例如，Nd:YAG激光器的最小额定连续波输出功率为100 mW，也可高达几十瓦，相应的辐射度达109 W/（sr?cm2），辐射波长为1.06-1.35 μm）,发射光谱均匀且窄，并且容许单模工作等其缺点是相干性和频率稳定性都不如气体激光器 4.半导体激光器 半导体激光器是光纤传感器最重要的光源，因为它具有体积小巧、坚固耐用、寿命长（106~107h）、可靠性高、辖射度适中、电源简单等优点这类光源有非相干辐射的发光二极管（LED）和相干辐射的半导体激光二极管（LD）等 1）发光二极管 发光二极管又分为表面出光、端面出光和超辐射三种它们的共同特点是辐射光的相干长度只有几微米，输出随正向偏置电流的变化接近于线性；可直接进行辐射调制（调制速率表面出光LED可达几MHz，端面出光LED超过100 MHz） 表面出光LED是多模光纤系统的良好光源，但由于它的辐射在很大的立体角（2π）内，与光纤的耦合率很低（例如，它与通信用多模光纤的耦合率低于10%）因此，它不适用于干涉型光纤传感器或其他单模光纤系统中 端面出光LED有很高的空间相干性，而无时间相干性其产生的总功率稍低于表面出光LED，但其辐射度却远大于表面出光（约两个数量级）因此，它有更多的有用功率耦合进多模或单模光纤中 超辐射LED是一种细长条形结构的端面出光LED它提高了端面出光LED的输出功率;有较好的定向输出光;减小了光谱宽度，但需要较大的激励电流 2）半导体激光二极管 实际上，LD是具有谐振腔、异质结构的LED，能在大电流密度激励下产生激光辐射功率大都为10 mW左右，但由于其方向性相当强，故辐射度高达108 W/（sr?cm2），工作波长在850?900 nm，平均寿命可超过106 h这是一种通用的高功率密度光源 3）传感器用光源的选择准则 光纤传感器对光源的基本要求是相同的，即必须使具有适当特性的、功率足够大的光到达检测器，以确保检测系统有足够大的信噪比因此，我们选择光源时，应当遵循下述原则： ①根据系统要求，选择辐射强度足够大的光源，而且要求在敏感元件的工作波长上有最大的辐射功率； ②光源必须与光纤相匹配，以便获得最好的耦合效率 ③光源的稳定性要好，能长期在室温下工作，接下来我们就来聊聊关于光纤传感器调试使用方法?以下内容大家不妨参考一二希望能帮到您!
光纤传感器调试使用方法
光纤传感器所用的光源种类繁多，从白炽光源到激光器的各种光源都采用。今天，我们不讨论各种光源的结构及其工作原理，只讨论光纤传感器常用光源的性能，并指出选用光源的基本原则。 1.白炽光源 这类光源通常为钨丝灯泡，其辐射近似地为黑体辑射。由斯忒藩-玻尔兹曼定律可知，在2000 W时，其等效辐射度约为6 W/(sr?cm2)，但因其覆盖波长范围很宽，实际在可见光到红外波段上，其辐射度约0.1 W/(sr?cm2)。白炽灯源的优点是价廉、容易获得、使用方便。白炽光源可用作某些传感器的光源，但因其辐射度小，故只能与光纤束和粗芯阶跃光纤配合使用。其缺点是稳定性较差，寿命短(通常只有几百小时)。 2.气体激光器 常见的气体激光器有：氦氖激光器、二氧化碳激光器和氩离子激光器等。这里只讨论氮氖激光器，其他的很少应用。 氦氖激光器的工作物质是氖，辅助物质是氮，有三个主要输出波长：0.63 μm，1.15 μm和3.39 μm，是一种价廉、低功率（0.1?100 mW）的高相干光源。除了相干性高外，氮氖激光器还具有下述优点： ①容易实现单模工作，而且线宽非常窄，可低到1 kHz，这对于干涉型传感器来说更为可贵。 ②辐射度很高，与单模光纤耦合效率高。例如，直径为1 mm的圆面积氦氖激光器产生输出功率的典型值为1 mW，其发散角约为1 mrad，因此其相应的单横模辐射度约为108 W/（sr?cm2），能髙效率地耦合进单模光纤。 ③噪声小，除了激光腔内的等离子谐振频率外，氦氖激光器在其余频带内是相当平静的，噪声电平非常接近闪烁噪声。 3.固体激光器 为了区别于半导体激光器，所以有人把它称为晶体激光器，主要包括红宝石激光器、掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光器和钦玻璃激光器等。红宝石激光器已很少用，现在所说的固体激光器主要指固态钕离子激光器等。这类激光器的优点是体积小巧、坚固耐用、高功率、高辐射密度（例如，Nd:YAG激光器的最小额定连续波输出功率为100 mW，也可高达几十瓦，相应的辐射度达109 W/（sr?cm2），辐射波长为1.06-1.35 μm）,发射光谱均匀且窄，并且容许单模工作等。其缺点是相干性和频率稳定性都不如气体激光器。 4.半导体激光器 半导体激光器是光纤传感器最重要的光源，因为它具有体积小巧、坚固耐用、寿命长（106~107h）、可靠性高、辖射度适中、电源简单等优点。这类光源有非相干辐射的发光二极管（LED）和相干辐射的半导体激光二极管（LD）等。 1）发光二极管 发光二极管又分为表面出光、端面出光和超辐射三种。它们的共同特点是辐射光的相干长度只有几微米，输出随正向偏置电流的变化接近于线性；可直接进行辐射调制（调制速率表面出光LED可达几MHz，端面出光LED超过100 MHz）。 表面出光LED是多模光纤系统的良好光源，但由于它的辐射在很大的立体角（2π）内，与光纤的耦合率很低（例如，它与通信用多模光纤的耦合率低于10%）。因此，它不适用于干涉型光纤传感器或其他单模光纤系统中。 端面出光LED有很高的空间相干性，而无时间相干性。其产生的总功率稍低于表面出光LED，但其辐射度却远大于表面出光（约两个数量级）。因此，它有更多的有用功率耦合进多模或单模光纤中。 超辐射LED是一种细长条形结构的端面出光LED。它提高了端面出光LED的输出功率;有较好的定向输出光;减小了光谱宽度，但需要较大的激励电流。 2）半导体激光二极管 实际上，LD是具有谐振腔、异质结构的LED，能在大电流密度激励下产生激光。辐射功率大都为10 mW左右，但由于其方向性相当强，故辐射度高达108 W/（sr?cm2），工作波长在850?900 nm，平均寿命可超过106 h。这是一种通用的高功率密度光源。 3）传感器用光源的选择准则 光纤传感器对光源的基本要求是相同的，即必须使具有适当特性的、功率足够大的光到达检测器，以确保检测系统有足够大的信噪比。因此，我们选择光源时，应当遵循下述原则： ①根据系统要求，选择辐射强度足够大的光源，而且要求在敏感元件的工作波长上有最大的辐射功率； ②光源必须与光纤相匹配，以便获得最好的耦合效率。 ③光源的稳定性要好，能长期在室温下工作。
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