5-5 GCS-FS 光纤传感综合实验
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本实验系统提供开放式、模块化的光纤传感实验平台,可进行多项有关光纤传感的实验,有助于学生全面深入地学习基本原理,了解实际应用,掌握基本技能。本实验可作为相关课程的专题性或综合性实验。
知识点:
LD光源、P-I,V-I特性曲线、透射式光纤位移传感器、反射式光纤位移传感器、微弯式光纤位移传感器
涉及课程:
光纤光学、光电检测
实验内容:
l 光源的P-I特性测量实验
l 透射式横(纵)向光纤位移传感
l 反射式光纤位移传感
l 微弯式光纤位移/压力传感
l 光纤电流传感实验(II型配置)
l 光纤电压传感实验(II型配置)
l 光纤温度传感实验(II型配置)
实验原理:
当光纤的位置、所受压力变化时,光纤的光强会随之变化,通过测量光强变化就可以间接测量一些物理量。基于此原理可以制作测量位移和压力的光纤传感器。
原理示意图:
技术指标:
l 激光光源组件:
DFB激光器:波长1550nm,单模光纤端口FC/PC,功率连续可调,功率P>2mW,线宽小于0.5nm(@-20db);
光纤耦合输出激光器:650nm,P>2mW,单模光纤,芯径4μm,TEM00,PVC光纤保护套,光纤接头FC/PC;(II型配置)
l 功率计组件:
1550功率计 光纤接口FC/PC,标定波长850、980、1310、1490、1550、1625nm,可测功率范围-50到17dbm;dbm与mW可同时显示;
650功率计:工作波长λ650nm,光纤接口FC/PC,测量范围0-10um、100uw、1mw、10mw、100mw、1w等可选,测量精度0.01uw;(II型配置)
l 反射式一体光纤:FC/PC接口,双芯直切熔接端面;
l 微弯曲测试光纤:简易保护包层,外径0.5mm,FC/PC接口,单模;
l 精密光纤调整架:四维微动调整,度数精度1μm;
l 光纤电压传感组件:开放式设计,包含偏振分光棱镜组件、电光晶体组件,电压控制组件、偏振片组件和光纤耦合组件;偏振分光棱镜组件 a=b=c=25.4mm,T/R分别为P光(水平)/S光(竖直),面型 λ/4@632.8nm,光洁度 IV 级,通光孔径>90%;电光晶体组件 LiNbO3晶体,尺寸5x5x30mm,两侧镀银电极,增加导电橡胶;电压控制组件:电压0-1000V连续可调;偏振片组件 Φ25.4mm,通光孔径22mm,厚度2mm,波长范围400-700nm;视场角>±45°,透过率大于50%,消光比500:1;光纤耦合组件 三维精密调整,FC/PC接口;(II型配置)
l 光纤电流传感组件:开放式设计,包含偏振分光棱镜组件、磁光晶体组件、电流控制组件、偏振片组件和光纤耦合组件;偏振分光棱镜组件 a=b=c=25.4mm,T/R分别为P光(水平)/S光(竖直),面型 λ/4@632.8nm,光洁度 IV 级,通光孔径>90%;磁光晶体组件 TGG晶体(铽镓石榴石),尺寸3.5х23.5mm;电流控制组件:电压0-1A连续可调;偏振片组件 Φ25.4mm,通光孔径22mm,厚度2mm,波长范围400-700nm;视场角>±45°,透过率大于50%,消光比500:1;光纤耦合组件 三维精密调整,FC/PC接口;(II型配置)
l 温度传感组件:包含光纤分束组件、合束组件、温度控制组件,光纤分束组件 接口类型 FC/PC,分光比5:5,芯径4um,PVC保护;合束组件 a=b=c=25.4mm,T/R=5:5,面型 λ/4@632.8nm,光洁度 IV 级,通光孔径>90%,温度控制组件 台面尺寸150××150mm,最大功率300W,温控范围0℃—450℃,精度0.1℃;(II型配置)
l 精密光学导轨:310mm(长)×100mm(宽);
l 精密机械调整架:角度精度±4′,分辨率0.005mm,调节机构保证等双轴等高,横向偏差1′,纵向偏差1′,5维调整;
l 光学元件:BK7 A级精密退火材料,焦距±2%,直径-0.2mm,中心偏差3′,光圈1-5;局部误差0.2-0.5,面粗糙度60/40(Scratch/Dig),氟化镁增透膜镀膜,有效孔径90%;
设备成套性:
光纤激光器、光纤功率计、光纤传感组件、精密光学导轨及支架 、精密光纤调整架
选配清单:
光学平台、光学清洁箱、实验设备展板
建议课时:
4课时
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