多模光纤作信号传感装置

多模光纤作为信号传感装置的研究表明，多模光纤在传感信号中可应用低相干光源，如白光、发光二极管或低相干的固体激光器。由于多模光纤的噪声降低，使得传感装置变得更为简单、坚固，但灵敏度略有下降。多模光纤中的噪声能大大降低，这种干涉测量法可以用于传感各种不同的物理现象。低相干光源在多模光纤中应用时，最小可测量长度相应于60分贝，而最小检测程长变化可以达到5埃。 在研究中，多模光纤的传感装置实验装置采用从He-Ne激光器中射出的光束聚焦在两个并列的递变折射率多模光纤上，这些光纤的标准直径为125微米，数值孔径为0.205，长度为4米。部分信号光纤绕在直径9厘米的压电圆柱上。光纤的输出由光束组合器准直与叠加，其零级干涉条纹处在光检波器孔径上。在实验中观察到，由于光束模式结构不同，形成的干涉条纹会有些混乱。但是，当两束光准直，使得零级干涉条纹处在光检波器孔径上时，干涉条纹是可分辨的。 通过使用多模光纤，可以降低由于模斑纹中心运动引起的信号变化，其方式和零级干涉条纹要按两光束间的相移而运动。信号加到压电圆柱上，其膨胀和收缩会引起信号光纤光程长度的变化。当输入为390埃，信号输出在400赫的情景下，由3赫带宽的光谱分析仪显示，信噪比有显著提升。 研究还表明，通过利用微微秒激光退火可以在半导体表面上获得衍射光栅，这种衍射光栅可以应用于带有分布布喇格反射的半导体激光器。通过实验验证，这些衍射光栅确实可以用于传感应用。另外，超短激光脉冲在晶体中矢量相互作用下产生的光栅，原则上可以把由热过程对它们的限制减到最小，以实现干涉系统的调整，保证干涉波路的精确补偿。 多模光纤传感技术的发展和应用提供了更多可能性，尤其是在减少噪声、提高设备稳固性和实现精确测量方面的优势。这项技术的发展为未来在物理现象测量、材料分析、环境监测和医疗诊断等领域提供了新的工具和方法。