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光纤与传感器件的耦合
发布时间： 2011-11-07 09:11 浏览次数：
光纤与传感器件的耦合包括光纤与光源和探测器之间的耦合以及光纤与气体传感单元气室的耦合。
3.1.3.1 光纤与光源和探测器的耦合
光源发射的光功率尽可能多地馈入传输光纤是光源与光纤的耦合问题【38】。通常用耦合效率来衡量耦合的程度定义为
(3-7)
式中 —耦合入光纤的功率
—光源发射的功率
光源与光纤耦合最简单的方法是直接耦合即光纤平端面直接对准光源的发光面这种方法虽然简单但耦合效率低采用透镜耦合法可以提高耦合选率。
把光纤输出的光功率尽可能多地投射到光探测器的接收面上是光纤与光探测器之间的耦合问题。
3.1.3.2 光纤与气室的耦合
吸收型光纤气体传感器光纤仅作为传输介质其敏感元件为一气室一般的气室分为两类即透射型气室和反射型气室它们与光纤的耦合都是采用透镜耦合其中透射型气室结构如下图所示它由输入/输出两组球面透镜组成从光纤中出射的光经输入透镜准直变成平行光通过气体吸收后被另一组透镜会聚耦合入输出光纤中气室长度可以从几厘米到几米视需求而定反射型的气室与之类似气室只用一组透镜和一个平面反射镜输入准直透镜同时起输出透镜的作用一个光纤定向耦合器用于提取部分反射信号光对于同样的气室长度反射型气室较之透射型气室气体有效作用长度增加一倍灵敏度有所增加但由于利用了光纤定向耦合器将光信号分开光功率不能充分利用最大的输出功率只有光源输出功率的1/4。
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