光线在光纤中传播的原理是什么?为什么压电式传感器要高阻抗输出？ 简述PSD光学三角法测距原理
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发布时间：2022-05-19 20:55
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时间：2023-10-17 17:07
压电式传感器要高阻抗输出：
电传感器的原理，实际上是受压以后，电阻值发生与压力相同比例的变化。
我们的测量装置，实际上是测量传感器上的电压变化，再做数据处理得出结果的。这样，我们希望传感器的电压变化要正比于电阻变化，就需要为传感器提供一个恒流源，才能做到这一点。
恒流源的定义是其内阻无穷大，输出的电流不受负荷的大小影响的电流源。
我们要求转换电路的输入阻抗无限大，就是希望它送入传感器的电流能恒定，就是这样来的。
三角法测距的基本原理 激光三角法测距的基本原理是基于平面三角几何。其方法是让一束激光经发射透镜准直后照射到被测物体表面上, 由物体表面散射的光线通过接收透镜会聚到高分辨率的光电检测器件上, 形成一个散射光斑, 该散射光斑的中心位置由传感器与被测物体表面之间的距离决定。而光电检测器件输出的电信号与光斑的中心位置有关。因此, 通过对光电检测器件输出的电信号进行运算处理就可获得传感器与被测物体表面之间的距离信息。为了达到精确的聚焦, 发射光束和光电检测器件受光面以及接收透镜平面必须相交于一点 。
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时间：2023-10-17 17:08
n:的介质时,其入射角i:和折射角i:遵从下面的关系
(图7)。
图7光的折射定律
n,5inii=n:sini:
n,5ini;二n:sini:(9)
入射角i:是指入射光线与分界面法线之间的夹角,折射角12是指折射光线与分界面法线
之间的夹角。由折射定律(9)式可知,如果n:>n:,那么必定i:<i:,也就是说,如果光
从折射率大的介质进入折射率小的介质,则折射角i:将大于入射角i:。随着入射角i:的增
大,折射角i:也将增大。特别是当入射角增大到一个临界值i。时,折射角沐变成9。产、此
时:
n151公i。=n:sin90.二n:(10)
如果再增大入射角,则光线不能再进入介质n:,而只能全部反射回介质n:中,·这就是光线
的全反射。ic称为临界角。
现在,我们利用折射定律和全反
射来说明阶跃光纤的数值孔径NA。
如图8
.
所示。光纤芯的折射率为n:,
包层折射率为n。,光纤的入射端面
和光纤的轴垂直。设光线从折射率
等于1的空气中以入射角e射到光纤
端面A点,在光纤端面上光线发生折
射,以折射角a:进入光纤芯中。该图8阶跃光纤数值孔径NA的推导
光线又入射到光纤芯和包层的分界面上,设入射点为B。在B点,入射角为。:。注意:入
射角是入射光线与分界面的法线间的夹角。在A点,分界面是光纤端面,而在B点分界面
是光纤芯和包层之间的交界面。A点和B点的分界面是相互垂直的。因此,a:十a:
=9。“。如果a:正好是在光纤芯和包层分界面上折射时的临界角(n:>n。),则
该光线在包层和芯的交界面上将发生全反射。很容易看出任何小于e角的光线,都在芯和包
层的界面上满足全反射的条件,将在光纤芯内传播;反之,任何大于0角的光线,在芯和
包层分界面上就不满足全反射条件,将进入包层区域,不能维持在光纤芯内部传播。而包层
区域一般损耗较大,光很快就损失掉。这个e角就决定了光纤的数值孔径NA。
