Эффекты, связанные с модуляцией поляризованного луча

Эффекты, связанные с модуляцией интенсивности.

Физические эффекты, применяющиеся в волоконно-оптических датчиках

1. Поглощение света. Характеристики поглощения света веществом зависят от свойств и размеров измеряемого объекта, и для датчика можно использовать их изменение, например: температурную зависимость граничной длины световой волны спектра поглощения у полупроводников (датчик температуры); эффект Франца - Келдыша (датчик электрического поля), эффект пьезопоглощения (датчик давления), изменение спектра молекулярного поглощения (газовый датчик) и т. д.

2. Отражение. В датчиках используется изменение интенсивности света, отраженного от диафрагмы (датчик давления), жидкого кристалла (датчик давления, температуры), жидкости (датчик уровня жидкости, датчик жидкости) и т. д.

3. Люминесценция. Здесь используются явления, при которых происходит светоизлучение в результате приема различных корпускулярных лучей, химического или физического воздействия. Это, например, такие явления, как термолюминесценция (датчик температуры излучения черного тела), электролюминесценция (датчик электрического напряжения), радиоактивная люминесценция (радиационный датчик) и т. д.

4. Другие эффекты. Кроме перечисленных явлений используются дифракция света (датчики чистоты обработки поверхности), испускание веществом обыкновенного луча (температурный датчик) и т. д.

1. Эффект Фарадея (датчики электрического тока, магнитного поля). Если при передаче линейно поляризованной световой волны в ферромагнетике действует магнитное поле, вектор напряженности которого совпадает с направлением распространения света или противоположен ему, то плоскость поляризации светового луча будет поворачиваться. Это явление, называемое эффектом Фарадея, - следствие анизотропии преломляющих свойств среды для световых волн с правой и левой круговой поляризацией, которая возникает под воздействием магнитного поля. При этом знак угла поворота плоскости поляризации не зависит от направления распространения света (по вектору напряженности магнитного поля или против него).

2. Эффект Поккельса (датчики электрического напряжения, напряженности электрического поля). Если подавать на кристалл, например, пьезоэлектрика, электрическое напряжение, то коэффициент преломления в нем изменяется пропорционально напряженности электрического поля. Это явление называется эффектом Поккельса или электрооптическим эффектом первого порядка.

3. Эффект фотоупругости (датчики давления, колебаний, звукового давления). При деформации упругого тела изменяется коэффициент преломления, и проявляются свойства двойного лучепреломления. Это эффект фотоупругости. Эффект Поккельса наблюдается только в пьезоэлектрических кристаллах, а эффект фотоупругости - во всех веществах.

4. Другие эффекты. Наряду с эффектом Фарадея, обусловленным магнитным полем, известен аналогичный эффект по отношению к электрическому полю. Это явление называется электрогироскопическим эффектом (в основе датчика электрического поля). Суть его в том, что плоскость поляризации вращается под воздействием электрического поля. Этот эффект наблюдается в α-кварце, в монокристалле Bi₁₂GeO₂₀. Кроме того, известен эффект Керра, при котором коэффициент преломления вещества изменяется пропорционально второй степени напряженности электрического поля (датчик электрического поля), эффект Коттона - Мутона, когда коэффициент преломления изменяется пропорционально второй степени напряженности магнитного поля, и др.

Дата добавления: 2014-01-15