[实用新型]低成本光纤传感实验仪

说明书

技术领域

本实用新型属于计算机辅助教学实验设备，具体地说是一种低成本光纤传感实验仪。 

背景技术

近些年，世界上光纤传感技术随着光通讯技术和半导体技术的发展得到了迅猛的发展。这就强烈要求我们国家有更多的人了解这项技术和参与这项技术的研究，尤其是我们物理系本科生接触、了解光纤传感技术显得尤为重要。我对已报道的光纤传感实验在我国各高校的开设状况作了一翻详细的调查后发现，目前只有少数几所高校对其中部分物理专业本科生开设了有关光纤传感的实验，而且在他们已经开设的实验中，都要求学生在比较暗的环境下用测微目镜眯着眼睛直接数出条纹移动数目或从白屏上数出移动条纹数目的[1，2]。这样的实验效果显然不理想使用，其实这一问题完全可以由计算机来解决。 

本实验系统通过搭建光纤干涉实验平台，利用计算机与数码摄像头配合来取代测微目镜，这样做就可以在明亮环境下(用软件改变数码摄像头积分时间可将背景光滤掉)于可视面大的计算机屏幕上直观地看到光的干涉图样，同时计算机也可以参与与实验相关的计算，改进以后的系统使得光纤特性研究的实验变得方便灵活、条理清晰，同时也让实验更具现代科技气息。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种的低成本光纤传感实验仪。 

实现本实用新型目的的具体技术方案是：选用包括由本系统基本硬件由激光发生器、分束镜、凸透镜、光纤、测温设备、控温设备、螺旋微拉力器、数码摄像头系统、计算机等九部分组成，计算机与测温设备通过PCI接口相连，控温设备由电阻丝和调压器组成，调压器 的输出端与电阻丝的两端相连，光纤从电阻丝的腔内穿过，计算机与测温设备通过PCI接口相连，激光发出的相干光，经分束镜分成两束后各通过凸透镜聚光、进入系统两臂的光纤，一路光纤从电阻丝的腔内穿过，又经过螺旋微拉力器，其输出端最后与另一路光纤输出端合并，两光纤输出端发出的光信号迭加后，再由计算机通过数码摄像头接收光的干涉信号。 

本实用新型的一种低成本光纤传感实验仪，搭建光纤干涉实验平台，利用计算机与数码摄像头配合来取代测微目镜，这样做就可以在明亮环境下(用软件改变数码摄像头积分时间可将背景光滤掉)于可视面大的计算机屏幕上直观地看到光的干涉图样，同时计算机也可以参与与实验相关的计算，改进以后的系统使得光纤特性研究的实验变得方便灵活、条理清晰。 

附图说明

图1是本实用新型实施例的基本硬件组成示意图 

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型也不仅限于实施例的内容。 

如图所示，本实用新型的低成本光纤传感实验仪是小型的低成本光纤传感实验仪械，系统基本硬件由激光发生器、分束镜、凸透镜、光纤、测温设备、控温设备、螺旋微拉力器、数码摄像头系统、计算机等九部分组成，而其运行模式为激光发出的相干光，分别送入二根长度基本相同的单模光纤(即干涉仪的两臂，其中一条为探测臂，另一条为参考臂)，从两光纤输出端发出的光信号迭加后将产生干涉效应，再由计算机通过数码摄像头接收光的干涉信号。 

各个部件的功用为： 

图示(1)部分的激光发生器发出的光由分束镜分成两束后，能为实验提供稳定的相干光源，从分束镜出来的两束光分别再经过两个凸透镜的汇聚作用，进入系统两臂的光纤。 

图示(2)部分是传感臂，由单膜光纤组成。实验中就用该部分 光纤来探测温度、应力等物理量的变化。 

图示(3)部分是将两光纤的出射端合并，合并时应使它们前后错开3-5mm，这样可以获得较明显的干涉条纹。 

图示(4)部分是数码摄像头和计算机。数码摄像头可以将接收到的光信号转换成电信号并输入计算机，经过软件处理后屏幕上可以清晰且精确地还原干涉条纹的图象。 

图示(5)部分是测温设备，测温设备由测温探头(热敏电阻)、测温卡(由于该测温卡是辅助设备，因此它的原理和电路组成在这里不作介绍)和计算机采集卡等部分组成。计算机与测温设备通过PCI接口相连，可以测得探头所在处的温度。 

图示(6)部分是控温设备，控温设备由电阻丝和调压器组成。调压器的输出端与电阻丝的两端相连，光纤从电阻丝的腔内穿过，调压器可由调节电阻丝两端的电压从而控制电阻丝腔内的温度。 

图示(7)部分是微拉力器，它是利用物理外力来拉伸光纤，从而研究其应力特性。 

1.硬件的连接 

实验开始将各个光学仪器固定在光学实验平台上，随后如图1所示进行连接和光路的调节，在其过程中需注意以下几点：