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光纤传感的基本原理是:光源入射的光束经由光纤进入光纤传感器件,在传感器内与外界物质相互作用,该光束成为被待测物理参数调制的光信号, 使强度、波长、频率、相位、偏振态等光参量发生变化,光信号再由光纤进入光电器件,经解调器的解调后可获得被测参数。整个过程中,光纤及其传感器件起到信号传输和外界物理量感知的作用,是光纤传感的关键组成部分。不同于远距离传输的通信光纤,为了更敏锐地“感知”外界各种信息,通常需要对光纤的波导结构进行特殊的设计,并将其加工成各种高精度的光纤传感器件。
旋转光纤具有圆偏振保持能力及抗环境干扰能力。旋转光纤采用高双折射光纤预制棒,在拉丝的过程中进行高速旋转。这种特殊工艺制造的旋转光纤的两个本征模式是椭圆偏振的,其内部固有的双折射能够有效地抵抗外界条件(如温度、弯曲、振动等)导致的双折射,从而有效地保持圆偏振光特性。旋转光纤具有极为突出的抗环境干扰能力,在温度波动和振动条件下都能够确保极高的工作精度,显现出比低双折射光纤更大的优势,主要应用于基于法拉第磁光效应的光纤电流互感器。基于磁光效应的传感光纤是全光纤电流互感器的核心材料,也是影响互感器测量精度及可靠性的重要因素之一。目前比较成熟的旋转光纤是通过在拉丝过程中旋转预制棒制备而成。通过对扭转速率的优化设计,可以很大程度地消除光纤弯曲造成的线性双折射的影响,且旋转光纤的机械强度较高,工艺一致性稳定,极大地提高了产品的稳定性,已应用于电力、 冶金等领域。
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