相位调制型光纤传感器

相位调制型光纤传感器
通过被测能量场的作用,使光纤内传播的光波相位发生变化,再用干涉测量技术把相位变化转换为光强变化,从而检测出待测的物理量。光纤中光的相位由光纤波导的物理长度、折射率及其分布、波导横向几何尺寸所决定,应力、应变、温度等外界物理量能直接改变上述三个波导参数,产生相位变化,实现光纤的相位调制。简单地说,将被测量转为光的波长或光程差的变化,从而使相位发生变化的方法称为相位调制。与其它调制方式相比,相位调制技术由于采用干涉技术而具有很高的检测灵敏度,对温度为106 rad/m·℃,对压力为10-9rad/m·Pa,对应变(轴向)为11.4 rad/m·μm。如果信号检测系统可以检测μrad的相位移,那么,每米光纤的检测灵敏度对温度为10-8℃,对压力为10-7Pa,对应变为10-7。动态测量范围大,可达10次方,且探头形式灵活多样,适用于不同的测试环境,同时响应速度也快。
常用的相位调制型光干涉仪有四种:(1)马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪;(2)麦克尔逊(Michelson)干涉仪;(3)法布里-珀罗(Fabry-Perot,简写为F-P)干涉仪;(4)塞格奈克(Sagnac)干涉仪。