光电式传感器

1、第七章 光电式与光导式传感器 第一节第一节 光电效应与光电器件光电效应与光电器件第二节第二节 光纤传感器光纤传感器可见光0.5极远紫外0.10.05近红外远红外150.0110波长/m光波光波：波长为波长为10106nm的电磁波的电磁波可见光：可见光：波长波长380780nm紫外线：紫外线：波长波长10380nm 波长波长300380nm称为称为近紫外线近紫外线 波长波长200300nm称为称为远紫外线远紫外线 波长波长10200nm称为称为极远紫外线极远紫外线红外线：红外线：波长波长780106nm 波长波长3m（即（即3000nm）以下的称）以下的称近红外线近红外线 波长超过波长超过3m

2、的红外线称为的红外线称为远红外线远红外线第一节第一节 光电效应与光电器件光电效应与光电器件一、一、 外光电效应外光电效应 定义：在光照射下,电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应,亦称光电发射效应(光电管、光电倍培管 ). 每个光子的能量：E=h h普朗克常数，6.62610-34Js；光的频率（s-1）=31010cm / s可以看出光的波长越短，频率越高，光子能量也越大。可以看出光的波长越短，频率越高，光子能量也越大。 光照射物体，可以看成一连串具有一定能量的光子轰击物体，物体中电子吸收的入射光子能量超过逸出功A0时，电子就会逸出物体表面，产生光电子发射， 超过部分的能量表现为逸出电

3、子的动能。根据能量守恒定理 02021Amvhv式中 m电子质量；v0电子逸出速度。该方程称为爱因斯坦光电效应方程。由上式可知：n当入射光的频谱成分不变时，产生的光电流与光强成正比。即光强愈大，意味着入射光子数目越多，逸出的电子数也就越多。n光电子能否产生，取决于光电子的能量是否大于该物体的表面电子逸出功A0。不同的物质具有不同的逸出功，即每一个物体都有一个对应的光频阈值，称为红限频率或波长限。光线频率低于红限频率，光子能量不足以使物体内的电子逸出，因而小于红限频率的入射光，光强再大也不会产生光电子发射；反之，入射光频率高于红限频率，即使光线微弱，也会有光电子射出。n光电子逸出物体表面具有初始

4、动能mv02 /2 ，因此外光电效应器件（如光电管）即使没有加阳极电压，也会有光电子产生。为了使光电流为零，必须加负的截止电压，而且截止电压与入射光的频率成正比。二、内光电效应二、内光电效应 当光照射在物体上，使物体的电阻率发生变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应。 1、 光电导效应 在光线作用，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化，这种现象被称为光电导效应（光敏电阻）。过程：过程：自由电子所占能带不存在电子所占能带价电子所占能带导带价带禁带Eg Eg24. 1hch为了实现能级的跃迁，入射光的能量必须大于光电导材料的禁带宽度Eg，即 2、 光生伏特效应 在光

5、线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象叫做光生伏特效应（光电池光电池和光敏二极管、光敏三光敏二极管、光敏三极管）极管）。 势垒效应（结光电效应） 接触的半导体和PN结中，当光线照射其接触区域时，便引起光电动势，这就是结光电效应。以PN结为例，光线照射PN结时，设光子能量大于禁带宽度Eg，使价带中的电子跃迁到导带，而产生电子空穴对，在阻挡层内电场的作用下，被光激发的电子移向N区外侧，被光激发的空穴移向P区外侧，从而使P区带正电，N区带负电，形成光电动势。 侧向光电效应 当半导体光电器件受光照不均匀时，则将产生载流子浓度梯度而产生侧向光电效应。当光照部分吸收入射光子的能量产生电子空穴对时，光

6、照部分载流子浓度比未受光照部分的载流子浓度大，就出现了载流子浓度梯度，因而载流子就要扩散。如果电子迁移率比空穴大，那么空穴的扩散不明显，则电子向未被光照部分扩散，就造成光照射的部分带正电，未被光照射部分带负电，光照部分与未被光照部分产生光电动势。基于该效应的光电器件如半导体光电位置敏感器件（PSD）。三、基本概念三、基本概念1、 暗电流 光传感器接入电路后即使没有光照射，由于热电子发射、场致发射和晶格振荡激发载流子，使电路有电流输出，此电流称为暗电流，也称随机电流。fIdN2eI频带宽度，暗电流平均值fdI2、响应度光传感器输出的电压或电流与光通量之比。SIIR SVVR 3、光谱光传感器输出

7、与输入光波长的关系曲线。4、等效噪声功率NEP 即能够产生于传感器输出噪声电压或电流相等的入射光的功率大小。反映最小可探测的光的功率。四、外光电效应器件四、外光电效应器件（一）、光电管及其基本特性（一）、光电管及其基本特性 光1. 1. 结构与工作原理结构与工作原理阳极光窗光电阴极 当光照射在阴当光照射在阴极上时，中央阳极极上时，中央阳极可以收集从阴极上可以收集从阴极上溢出的电子，在外溢出的电子，在外电场作用下形成电电场作用下形成电流流I。 充气光电管内充有少量的惰性气体，如氩、氖，当充气光电管的阴极被光照射后，光电子在飞向阳极的过程中，和气体的原子发生碰撞使气体电离。因此增大了光电流，从而使

8、灵敏度增加，但导致充气光电管的光电流与入射光强度不成比例，因而稳定性较差。阳极阴极阳极阴极（1 1） 光电管的伏安特性光电管的伏安特性2. 2. 主要性能：主要性能：伏安特性、光照特性、光谱特性 在一定的光照射下，对光电器件的阳极所加电压与阳极所产生的电流之间的关系称为光电管的伏安特性。40801200.02 lm0.05 lm0.1 lm4321010 M5 M1 M负 载 线阳极电压 /V阳极电流 /A真空光电管真空光电管40阳极电流 /A30201020406080 1000.05 lm0.01 lm0.02 lm4 M负 载 线阳极电压/V0.015 lm0.025 lm10 M0 充

9、气光电管的电压-电流特性不具有真空光电管的那种饱和特性,而是达到充气离子化电压附近时,阳极电流急速上升,如图所示。急速上升部分的特性就是气体放大特性,放大系数为510。充气光电管的优点是灵敏度高,但其灵敏度随电压显著变化的稳定性、频率特性等都比真空光电管差。所以在测试中一般选用真空光电管。充气光电管充气光电管: （2） 光电管的光照特性 指当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系为光电管的光照特性。225507510000.51.52.0/1mIA/ A1.02.51（3）光电管光谱特性 保持光通量和阴极电压不变，阳极电流与光波长之保持光通量和阴极电压不变，阳极电流与光

10、波长之间的关系叫光电管的光谱特性。间的关系叫光电管的光谱特性。 一般对于光电阴极材料不同的光电管，它们有不同的红限频率0，因此它们可用于不同的光谱范围。除此之外，即使照射在阴极上的入射光的频率高于红限频率0，并且强度相同，随着入射光频率的不同，阴极发射的光电子的数量还会不同，即同一光电管对于不同频同一光电管对于不同频率的光的灵敏度不同，这就是光电管的光谱特性率的光的灵敏度不同，这就是光电管的光谱特性。所以，对各种不同波长区域的光，应选用不同材料的光电阴极。 国产GD-4型的光电管，阴极是用锑铯材料制成的。其红限0=7000，它对可见光范围的入射光灵敏度比较高，转换效率：25%30%。它适用于白

11、光光源白光光源，因而被广泛地应用于各种光电式自动检测仪表中。对红外光源红外光源，常用银氧铯阴极，构成红外传感器。对紫外光源紫外光源，常用锑铯阴极和镁镉阴极。另外，锑钾钠铯阴极的光谱范围较宽，为30008500，灵敏度也较高，与人的视觉光谱特性很接近，是一种新型的光电阴极；但也有些光电管的光谱特性和人的视觉光谱特性有很大差异，因而在测量和控制技术中，这些光电管可以担负人眼所不能胜任的工作，如坦克和装甲车的夜视镜等。 一般充气光电管当入射光频率大于8000Hz时，光电流将有下降趋势，频率愈高，下降得愈多。（二）、光电倍增管及其基本特性（二）、光电倍增管及其基本特性1. 1. 结构和工作原理结构和工

12、作原理入射光光电阴极第一倍增极阳极第三倍增极 由光阴极、次阴极由光阴极、次阴极(倍增电极倍增电极)以及阳极三以及阳极三部分组成。部分组成。 光阴极是由半导体光电材料锑铯做成；次阴极是在镍或铜-铍的衬底上涂上锑铯材料而形成的，次阴极多的可达30级；阳极是最后用来收集电子的，收集到的电子数是阴极发射电子数的105106倍。2. 2. 主要参数主要参数（1）倍增系数M 如果n个倍增电极的发射系数都相同，则倍增系数M= 因此，阳极电流 I 为 I=i i 光电阴极的光电流光电倍增管的电流放大倍数为 = I / i =nnn 103 104 105 106255075100125极间电压/V 放大倍数（

13、2）光电阴极灵敏度和光电倍增管总灵敏度阴极灵敏度：阴极灵敏度：一个光子在光电倍增管的阴极上能够打出的平均电子数。总灵敏度总灵敏度：一个光子在阳极上产生的平均电子数。 极间电压越高，灵敏度越高；但极间电压也不能太高，太高反而会使阳极电流不稳。 另外，由于光电倍增管的灵敏度很高，所以不能受强光照射，否则将会损坏。 （3）暗电流和本底脉冲暗电流：暗电流： 由于环境温度、热辐射和其它因素的影响，即使没有光信号输入，加上电压后阳极仍有电流，这种电流称为暗电流。本底电流：本底电流： 如果光电倍增管与闪烁体放在一处，在完全蔽光情况下，出现的电流称为本底电流，其值大于暗电流。增加的部分是宇宙射线对闪烁体的照射

14、而使其激发，被激发的闪烁体照射在光电倍增管上而造成的，本底本底电流电流具有脉冲形式脉冲形式。 光电倍增管的光照特性与直线最大偏离是3%10131010109107105103101在 4 5 m A处饱和10141010106102光通量/1m阳极电流/ A（4）光电倍增管的光照特性五、内光电效应器件五、内光电效应器件（一）、光敏电阻 光敏电阻又称光导管，为纯电阻元件，其工作原理是基于光电导效应，其阻值随光照增强而减小。1 1、光敏电阻的结构、光敏电阻的结构金 属 电 极半 导 体玻 璃 底 板电 源检 流 计RLEI(a)(b)(c)Ra2. 2. 光敏电阻的主要参数和基本特性光敏电阻的主要

15、参数和基本特性（1 1）暗电阻、亮电阻、光电流）暗电阻、亮电阻、光电流暗电流：光敏电阻在室温条件下，全暗（无光照射）后经过一定时间测量的电阻值，称为暗电阻。此时在给定电压下流过的电流。亮电流：光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下的亮电阻。此时流过的电流。光电流：亮电流与暗电流之差。（2 2）光照特性）光照特性012345I/mA L/lx10002000（3 3）光谱特性）光谱特性 312/m204060801004080120160200240相对灵敏度1硫化镉2硒化镉3硫化铅（4） 伏安特性 在一定照度下，加在光敏电阻两端的电压与电流之间的关系称为伏安特性。5010015020012U

16、/V02040I/ A（5）频率特性当光敏电阻受到脉冲光照射时，光电流要经过一段时间才能达到稳定值，而在停止光照后，光电流也不立刻为零，这就是光敏电阻的时延特性。20406080100I / %f / Hz010102103104硫化铅硫化镉（6）温度特性I / A100150200-50-1030 5010-30T / C2040608010001.02.03.04.0/mI/mA+20 C-20 C当光照到当光照到PN结区时，如果光子能量足够大，将在结区结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子附近激发出电子- -空穴对，在空穴对，在N区聚积负电荷，区聚积负电荷，P区聚积区聚积正电

17、荷，这样正电荷，这样N区和区和P区之间出现电位差区之间出现电位差。若将PN结两端用导线连起来，电路中有电流流过，电流的方向由P区流经外电路至N区。若将外电路断开，就可测出光生电动势。I光 P N1、光电池的结构和工作原理（二）、光电池（二）、光电池A硼 扩 散 层SiO2膜P型 电 极N型 硅 片PN结电 极AII(a )(b )IU光电池的表示符号基本电路（1 1）光照特性）光照特性开路电压曲线：光生电动势与照度之间的特性曲线，当照度为2000lx时趋向饱和。短路电流曲线：光电流与照度之间的特性曲线2. 基本特性L/klx 5432100.10.20.30.40.5246810开路电压Uoc

18、 /VIsc/mA(a) 硅光电池短路电流L/klx0.10.20.30.4 0.50.30.1012345Uoc/VIsc /mA(b)硒光电池开路电压短路电流02468100.10.20.30.40.5I/mAL/klx 50 10010005000RL=0204060801000.40.60.81.01.20.2I / %12/m(2) (2) 光谱特性光谱特性 1硒光电池2硅光电池（3 3）温度特性）温度特性 光电池的温度特性是指开路电压和短路电流随温度变化的关系。2004060904060UOC/ mVT / CISCUOCISC / A600400200UOC开路电压ISC 短路电

19、流硅光电池在1000lx照度下的温度特性曲线1. 光敏二极管 光敏二极管的结构与一般二极管相似、它装在透明玻璃外壳中，其PN结装在管顶，可直接受到光照射。光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态反向工作状态，如图所示。PN光光敏二极管符号光敏二极管接线 RL 光PN（三）、光敏二极管和光敏三极管（三）、光敏二极管和光敏三极管2. 光敏三极管 当光线照射在集电结的基区时,会产生电子-空穴对,在内电场的作用下,光生电子被拉到集电极,基区留下空穴,使基极与发射极间的电压升高,这样便有大量的电子流向集电极,形成输出电流,且集电极电流为光电流的倍。 NNPe bc RL EPPN bec（1 1）光谱特

20、性）光谱特性硅锗相对灵敏度/%入射光/40008000120001600010080604020 0（2 2）伏安特性）伏安特性500lx1000lx1500lx2000lx2500lxI/mA024620406080光敏晶体管的伏安特性U/V光敏晶体管的光照特性I / AL/lx200400600800100001.02.03.0（3 3）光照特性）光照特性 暗电流/mA10 2030 4050 6070T /C25 050光电流/mA100 020030040010 20 30 40 50 60 70 80T/C（4 4）温度特性）温度特性（5 5）光敏三极管的频率特性）光敏三极管的频率特

21、性 0100100050050001000020406010080RL=1kRL=10kRL=100k入射光调制频率入射光调制频率 / HZ相相对对灵灵敏敏度度/%光敏晶体管的频率特性（四）光电耦合器件（四）光电耦合器件 1. 光电耦合器光电耦合器 光电耦合器的发光元件和接收元件都封装在一个外壳内， 一般有金属封装和塑料封装两种。发光器件通常采用砷化镓发光二极管，其管芯由一个PN结组成，随着正向电压的增大，正向电流增加，发光二极管产生的光通量也增加。光电接收元件可以是光敏二极管和光敏三极管，也可以是达林顿光敏管。输 入输 出输 入输 出(a )(b )输 入输 出输 入输 出(a )(b )2

22、. 光电开关光电开关 光电开关是一种利用感光元件对变化的入射光加以接收， 并进行光电转换，同时加以某种形式的放大和控制，从而获得最终的控制输出“开”、 “关”信号的器件。发光元件窗接收元件壳体导线接收元件发光元件壳体导线(a )(b )反射物发 光 元 件窗接 收 元 件壳 体导 线接 收 元 件发 光 元 件壳 体导 线(a )(b )反 射 物第七章 光电式与光导式传感器 第一节第一节 光电效应与光电器件光电效应与光电器件第二节第二节 光纤传感器光纤传感器第二节第二节 光光 纤纤 传传 感感 器器不受电磁干扰 体积小重量轻 可绕曲灵敏度高 耐腐蚀高绝缘强度 防爆性好集传感与传输于一体 能与

23、数字通信系统兼容 光纤传感器能用于温度、压力、应变、位移、速度、温度、压力、应变、位移、速度、加速度、磁、电、加速度、磁、电、 声和声和PH值值等70多个物理量的测量，在自动控制、 在线检测、 故障诊断、安全报警等方面具有极为广泛的应用潜力和发展前景。 一、一、光纤传感器光纤传感器 1. 光纤传感器的工作原理光纤传感器的工作原理 光纤传感器原理实际上是将来自光源的光经过光纤送入调光纤传感器原理实际上是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（学性质（光的强度、波长、频率、相位、偏振态等光的强度

24、、波长、频率、相位、偏振态等）发生变化，）发生变化，成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器，经解调器解成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器，经解调器解调后，获得被测参数。调后，获得被测参数。 2. 光纤传感器的类型光纤传感器的类型功能型（功能型（Functional FiberFunctional Fiber， 缩写为缩写为FFFF）传感器）传感器：利用光纤本：利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成的传感器，又称为传感型光纤传身的某种敏感特性或功能制成的传感器，又称为传感型光纤传感器；感器；非功能型（非功能型（Non Functional FiberNon Functional Fib

25、er， 缩写为缩写为NFFNFF）传感器）传感器：光：光纤仅仅起传输光的作用，它在光纤端面或中间加装其它敏感元纤仅仅起传输光的作用，它在光纤端面或中间加装其它敏感元件感受被测量的变化，又称为传光型光纤传感器。件感受被测量的变化，又称为传光型光纤传感器。 1 1）功能型（全光纤型）光纤传感器）功能型（全光纤型）光纤传感器利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤(或特或特殊光纤殊光纤)作传感元件，将作传感元件，将“传传”和和“感感”合为一体的传合为一体的传感器。光纤不仅起传光作用，而且还利用光纤在外界因感器。光纤不仅起传光作用，而且还利用光纤在外界因素素

26、(弯曲、相变弯曲、相变)的作用下，其光学特性的作用下，其光学特性(光强、相位、偏光强、相位、偏振态等振态等)的变化来实现的变化来实现“传传”和和“感感”的功能。因此，的功能。因此，传感器中光纤是连续的。由于光纤连续，增加其长度，传感器中光纤是连续的。由于光纤连续，增加其长度，可提高灵敏度。可提高灵敏度。信号处理信号处理光受信器光受信器光纤敏感元件光纤敏感元件光发送器光发送器 2 2）非功能型（或称传光型）光纤传感器）非功能型（或称传光型）光纤传感器光纤仅起导光作用，只光纤仅起导光作用，只“传传”不不“感感”，对外界信息的，对外界信息的“感觉感觉”功能依靠其他物理性质的功能元件完成。光纤功能依靠

27、其他物理性质的功能元件完成。光纤不连续。此类光纤传感器无需特殊光纤及其他特殊技术不连续。此类光纤传感器无需特殊光纤及其他特殊技术，比较容易实现，成本低。但灵敏度也较低，用于对灵，比较容易实现，成本低。但灵敏度也较低，用于对灵敏度要求不太高的场合。敏度要求不太高的场合。信号处理信号处理光受信器光受信器敏感元件敏感元件光发送器光发送器光纤光纤 3 3）拾光型光纤传感器）拾光型光纤传感器 用光纤作为探头，接收由被测对象辐射的光或被其用光纤作为探头，接收由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。其典型例子如光纤激光多普勒速度计、反射、散射的光。其典型例子如光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感器等。辐

28、射式光纤温度传感器等。 信号信号处理处理光受光受信器信器光发送器光发送器光纤光纤耦合器耦合器被测对象被测对象3 3、光纤传感器结构、光纤传感器结构由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时，由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时，光的某一性质受到被测量的调制，已调光经接收光纤耦光的某一性质受到被测量的调制，已调光经接收光纤耦合到光接收器，使光信号变为电信号，最后经信号处理合到光接收器，使光信号变为电信号，最后经信号处理得到所期待的被测量。得到所期待的被测量。信号处理电 源信号接收敏感元件（a）传统传感器 导线光纤信号处理光接收器敏感元件光发送器（b）光纤传感器传统传感器是以传统传感

29、器是以机机电测量电测量为基础为基础光纤传感器则以光纤传感器则以光学测量光学测量为基础为基础干涉型干涉型 4 4、光纤传感器的分类、光纤传感器的分类光学现象光学现象被测量被测量光纤光纤分类分类传感器传感器相位调相位调制光纤制光纤传感器传感器干涉（磁致伸缩）干涉（磁致伸缩）干涉（电致伸缩）干涉（电致伸缩）Sagnac效应效应光弹效应光弹效应干涉干涉电流、磁场电流、磁场电场、电压电场、电压角速度角速度振动、压力、加速度、位移振动、压力、加速度、位移温度温度SM、PMSM、PMSM、PMSM、PMSM、PMaaaaa注：注：MM多模；多模；SM单模；单模；PM偏振保持；偏振保持；a,b,c功能型、非功

30、能型、拾光型功能型、非功能型、拾光型传感器光学现象被测量光纤分类强度调制光纤温度传感器遮光板遮断光路半导体透射率的变化荧光辐射、黑体辐射光纤微弯损耗振动膜或液晶的反射气体分子吸收光纤漏泄膜温度、振动、压力、加速度、位移温度温度振动、压力、加速度、位移振动、压力、位移气体浓度液位MMMMMMSMMMMMMMbbbbbbb 非非 干涉型干涉型传感器光学现象被测量光纤 分类偏振调制光纤温度传感器法拉第效应泡克尔斯效应双折射变化光弹效应电流、磁场电场、电压温度振动、压力、加速度、位移SMMMSMMMb,abbb传感器光学现象被测量光纤 分类频率调制光纤温度传感器多普勒效应受激喇曼散射光致发光速度、流速

31、、振动、加速度气体浓度温度MMMMMMcbb二、二、光纤结构及其传光原理光纤结构及其传光原理 1. 1. 光纤结构光纤结构纤 芯 n1包 层 n2保 护 层光导纤维简称光纤，它是一种特殊结构的光学纤维，结构如图所示。中心的圆柱体叫纤芯，围绕着纤芯的圆形外层叫包层。纤芯和包层通常由不同掺杂的石英玻璃制成。纤芯的折射率n1略大于包层的折射率n2，光纤的导光能力取决于纤芯和包层的性质。在包层外面还常有一层保护套，多为尼龙材料，以增加机械强度。 2 2、光纤导光原理、光纤导光原理n0sini=n1sinj n1sink=n2sinr sini=(n1/n0)sinj sink=(n2/n1)sinr

32、jikrA AB BC CD DE EF FK KO On n0n n2n n1rrinnnnnnn22221021201sin1sin1sin因因j=90k 所以所以“数值孔径数值孔径” NA(NumericalAperture)： NA=sini0rinnn222210sinsin1 时22210sinnni当当r=90的临界状态时的临界状态时表征光纤集光本领的一个重要参数，即反映光纤接收光量的多少。其意义是：无论光源发射功率有多大，只有入射角处于2i0的光椎角内，光纤才能导光。如入射角过大,光线便从包层逸出而产生漏光。光纤的NA越大，表明它的集光能力越强，一般希望有大的数值孔径，这有利于

33、提高耦合效率； 但数值孔径过大，会造成光信号畸变。所以要适当选择数值孔径的数值，如石英光纤数值孔径一般为0.20.4。 3. 3. 光纤模式光纤模式单模光纤：纤芯直径为212m，只能传输一种模式。这类光纤的传输性能好，信号畸变小，信息容量大，线性好， 灵敏度高， 但由于纤芯尺寸小，制造、连接和耦合都比较困难。多模光纤：纤芯直径较大（50100m），传输模式较多。 这类光纤的性能较差，输出波形有较大的差异，但由于纤芯截面积大，故容易制造，连接和耦合比较方便。 光是一种电磁波，电矢量光是一种电磁波，电矢量E EA A电场电场E E的振幅矢量；的振幅矢量；光波的振动频率；光波的振动频率；光相位；光相

34、位；t t光的传播时间。光的传播时间。可见，只要使光的可见，只要使光的强度强度、偏振态偏振态( (矢量矢量A A的方向的方向) )、频率频率和和相位相位等参量之一随被测量状态的变化而变化，或受被测等参量之一随被测量状态的变化而变化，或受被测量调制，那么，通过对光的强度调制、偏振调制、频率量调制，那么，通过对光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位调制等进行解调，获得所需要的被测量的信调制或相位调制等进行解调，获得所需要的被测量的信息。息。 tAEsin 三、光纤传感器的调制器原理三、光纤传感器的调制器原理形式：形式：强度调制型强度调制型、偏振调制偏振调制、频率调制频率调制、相位调制。相位调制。

35、1 1、强度调制型光纤传感器、强度调制型光纤传感器 是一种利用被测对象的变化引起敏感元件的是一种利用被测对象的变化引起敏感元件的折射率折射率、吸收吸收或或反射反射等参数的变化，而导致光强度变化来实现敏等参数的变化，而导致光强度变化来实现敏感测量的传感器。有利用光纤的感测量的传感器。有利用光纤的微弯损耗微弯损耗；各物质的；各物质的吸吸收特性收特性；振动膜或液晶的；振动膜或液晶的反射光强度反射光强度的变化；物质因各的变化；物质因各种粒子射线或化学、机械的激励而发光的现象；以及物种粒子射线或化学、机械的激励而发光的现象；以及物质的荧光辐射或光路的遮断等来构成压力、振动、温度、质的荧光辐射或光路的遮断等来构成压力、振动、温度、位移、气