二、 組成結構和工作原理

    1、傳感器結構

    傳感器的簡略結構如圖1所示，其連桿可以水平方向移動，在連桿上固定了薄膜fizeau干涉儀(tffi)，它的詳細構造如圖2所示。

    2、工作原理

    (1)光信號調制

    實際使用時將傳感器與讀數器(demodulator)連接，讀數器中白光二極管光源發出的光從連接讀數器的光纖的一端入射，傳輸到連接fabry- perot傳感器，再由多模光纖射出，照射在tffi干涉儀(光楔)的表面。當tffi水平移動時，照點的位置也會不同。光楔上下兩個表面都鍍有半反射 膜，因而構成了fabry-perot腔體。當讀數器發射的白光的一部分被第一個半反射鏡反射后，其余的白光穿過fabry-perot腔體，且再一次被 第二個半反射鏡反射回來，兩束反射光相互干涉，使得原來入射白光的光譜被調制。

    假設光楔的材料是玻璃，取其折射率n=1.6，入射白光二極管波長范圍根據文獻[1]取為600nm～1750nm。根據圖2，光楔上下表面反射光的光程差為2nh，假設光源光譜所有頻率光波的振幅皆為a，兩束光在相遇點發生干涉時的相位差為d，光楔面的反射率為r，透射率為1-r，則合成振幅y為：y=a+are-iδ (1)

    據歐拉公式e-iδ=cosδ-isinδ，可得：y(t)=a(1+ rcosδ-irsinδ) (2)

    光強與光波振幅的平方成正比，設光波相遇點的光強度為i，則：

    i=y(t)×y(t)*=a2(1+r2+2rcosδ) (3)

    對于tffi的某個位置，光楔面的高度為h，不同波長l的光對應的干涉相位差δ為：

    δ=(2nh/l)×2p=4pnh/l (4)

    光強i的極值為：

    i=a2(1+r2+2r) (5)

• 1
• 2
• 3
• 下一頁

相關文章

• 上一篇： 交互式電子白板紅外觸摸屏工作原理
• 下一篇： AVR單片機學習程序(音樂合成)