[實用新型]低成本光纖傳感實驗儀

無效

• 申請號: 201020144688.8
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN201820385U
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 彭保進;萬旭;李勇;陳海云;陳洲;倪立成
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 程皓

技術領域

本實用新型屬于計算機輔助教學實驗設備，具體地說是一種低成本光纖傳感實驗儀。?

背景技術

近些年，世界上光纖傳感技術隨著光通訊技術和半導體技術的發展得到了迅猛的發展。這就強烈要求我們國家有更多的人了解這項技術和參與這項技術的研究，尤其是我們物理系本科生接觸、了解光纖傳感技術顯得尤為重要。我對已報道的光纖傳感實驗在我國各高校的開設狀況作了一翻詳細的調查后發現，目前只有少數幾所高校對其中部分物理專業本科生開設了有關光纖傳感的實驗，而且在他們已經開設的實驗中，都要求學生在比較暗的環境下用測微目鏡瞇著眼睛直接數出條紋移動數目或從白屏上數出移動條紋數目的[1，2]。這樣的實驗效果顯然不理想使用，其實這一問題完全可以由計算機來解決。?

本實驗系統通過搭建光纖干涉實驗平臺，利用計算機與數碼攝像頭配合來取代測微目鏡，這樣做就可以在明亮環境下(用軟件改變數碼攝像頭積分時間可將背景光濾掉)于可視面大的計算機屏幕上直觀地看到光的干涉圖樣，同時計算機也可以參與與實驗相關的計算，改進以后的系統使得光纖特性研究的實驗變得方便靈活、條理清晰，同時也讓實驗更具現代科技氣息。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種的低成本光纖傳感實驗儀。?

實現本實用新型目的的具體技術方案是：選用包括由本系統基本硬件由激光發生器、分束鏡、凸透鏡、光纖、測溫設備、控溫設備、螺旋微拉力器、數碼攝像頭系統、計算機等九部分組成，計算機與測溫設備通過PCI接口相連，控溫設備由電阻絲和調壓器組成，調壓器?的輸出端與電阻絲的兩端相連，光纖從電阻絲的腔內穿過，計算機與測溫設備通過PCI接口相連，激光發出的相干光，經分束鏡分成兩束后各通過凸透鏡聚光、進入系統兩臂的光纖，一路光纖從電阻絲的腔內穿過，又經過螺旋微拉力器，其輸出端最后與另一路光纖輸出端合并，兩光纖輸出端發出的光信號迭加后，再由計算機通過數碼攝像頭接收光的干涉信號。?

本實用新型的一種低成本光纖傳感實驗儀，搭建光纖干涉實驗平臺，利用計算機與數碼攝像頭配合來取代測微目鏡，這樣做就可以在明亮環境下(用軟件改變數碼攝像頭積分時間可將背景光濾掉)于可視面大的計算機屏幕上直觀地看到光的干涉圖樣，同時計算機也可以參與與實驗相關的計算，改進以后的系統使得光纖特性研究的實驗變得方便靈活、條理清晰。?

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的基本硬件組成示意圖?

具體實施方式

以下結合實施例對本實用新型作進一步的說明，但本實用新型也不僅限于實施例的內容。?

如圖所示，本實用新型的低成本光纖傳感實驗儀是小型的低成本光纖傳感實驗儀械，系統基本硬件由激光發生器、分束鏡、凸透鏡、光纖、測溫設備、控溫設備、螺旋微拉力器、數碼攝像頭系統、計算機等九部分組成，而其運行模式為激光發出的相干光，分別送入二根長度基本相同的單模光纖(即干涉儀的兩臂，其中一條為探測臂，另一條為參考臂)，從兩光纖輸出端發出的光信號迭加后將產生干涉效應，再由計算機通過數碼攝像頭接收光的干涉信號。?

各個部件的功用為：?

圖示(1)部分的激光發生器發出的光由分束鏡分成兩束后，能為實驗提供穩定的相干光源，從分束鏡出來的兩束光分別再經過兩個凸透鏡的匯聚作用，進入系統兩臂的光纖。?

圖示(2)部分是傳感臂，由單膜光纖組成。實驗中就用該部分?光纖來探測溫度、應力等物理量的變化。?

圖示(3)部分是將兩光纖的出射端合并，合并時應使它們前后錯開3-5mm，這樣可以獲得較明顯的干涉條紋。?

圖示(4)部分是數碼攝像頭和計算機。數碼攝像頭可以將接收到的光信號轉換成電信號并輸入計算機，經過軟件處理后屏幕上可以清晰且精確地還原干涉條紋的圖象。?

圖示(5)部分是測溫設備，測溫設備由測溫探頭(熱敏電阻)、測溫卡(由于該測溫卡是輔助設備，因此它的原理和電路組成在這里不作介紹)和計算機采集卡等部分組成。計算機與測溫設備通過PCI接口相連，可以測得探頭所在處的溫度。?

圖示(6)部分是控溫設備，控溫設備由電阻絲和調壓器組成。調壓器的輸出端與電阻絲的兩端相連，光纖從電阻絲的腔內穿過，調壓器可由調節電阻絲兩端的電壓從而控制電阻絲腔內的溫度。?

圖示(7)部分是微拉力器，它是利用物理外力來拉伸光纖，從而研究其應力特性。?

1.硬件的連接?

實驗開始將各個光學儀器固定在光學實驗平臺上，隨后如圖1所示進行連接和光路的調節，在其過程中需注意以下幾點：?