强度法测量光纤数值孔径B

武汉职业技术学院实训内容：强度法测量数值孔径NA组员:祝李、何江武指导老师:张森时间：2010.5.28地点:光电创新实验室光纤光缆实训光纤光缆实训1.了解透射式光纤传感器工作原理及其特性 2.了解并掌握透射式光纤传感器测量光纤数值孔径的方法 3.学会光纤传感器的制作一、实验目的一、实验目的1）光纤数值孔径NA（Numerical Aperture）定义 当光线射到两种不同的界面上时将产生发射和折射。在纤芯包层界面上，临 界角c（即折射角为/2时的入射角）按斯涅尔折射定律可得出二、实验原理和装置 1、实验原理、实验原理 光纤数值孔径实验仪 1台 透射式光纤传感器 2根 连接导线 若干 电源线 1根 机械系统 1套 2、实验装置1、光路机械组装，如图5-3所示：三、实验操作步骤图 5-4 光纤数值孔径实验仪光纤传感器与机械部分实物图图 5-5 对射式光纤传感器实物图2、按照图5-3和5-4把对射式光纤传感器一端（钢管封装端）安装在光纤 支架上，发射光纤、接收光纤另外一端（塑料光纤连接器封装端）分别插入实验 板上的光源座孔和探测器PD座孔上。图 5-6 光纤数值孔径实验仪电路部分实物图图 5-7 光源和 PD 实物图 3、完成对芯。调节图5-3和5-4中螺旋测微丝杆、与光纤支架锁紧螺丝，使两光纤端 面接触在一起，且大致共轴。然后打开电源开关，继续微调调节图5-3和5-4中 螺旋测微丝杆与光纤支架锁紧螺丝，并且调节光纤卡架上的白色圆形螺栓来调 整两光纤竖直方向的高度，直到电压表读数最大，则认为两光纤已经对芯完成。4、调节图5-8中螺旋测微丝杆使两光纤端面间距（z）在1.5-2mm间。5、打开电源开关，电路板上相应的线路接好（图5-6），调节测螺旋测微丝 杆使发射光纤与接收光纤间距大于6mm，调节调零旋钮使得电压表读数为零。图 5-8 光纤卡架实物图 6、调节测螺旋测微丝杆使接收光纤移动，档位开关调节到“20V”档位，把增益调节到适当档位，对芯时最大电压不要超过5V为宜，每隔0.05mm观察电 压表读数变化，把位移与电压记录在表一中。图 5-9 调零增益实物图 图 5-10 电压档位开关实物图7、根据表一在Excel绘制曲线。8、分析曲线。9、计算出 Imax%*5%（或者 Umax%*5%）。10、在得到的曲线中，找到 Imax%*5%（或者 Umax%*5%）所对应的x2 与 x1。11、根据图5-1计算出光纤数值孔径NA。12、关闭电源。四、注意事项 v1、不得随意摇动和插拔面板上的各种元器件，以免造成实验仪不能正常工 作。v2、光纤传感器弯曲半径不得小于5，以免折断。v3、旋动螺旋测微丝杆尾帽中出现咔咔声表示不能继续前进，不能超过其量 程。v4、在使用过程中，出现任何异常情况，必须立即关机断电以确保安全。v5、实验记录数据前要把两光纤对芯。