光柵參數的檢測方法

① 光纖光柵感測器主要探測哪些物理量

光纖光柵感測器（Fiber Grating Sensor ）屬於光纖感測器的一種，基於光纖光柵的感測過程是通過外界物理參量對光纖布拉格（Bragg）波長的調制來獲取感測信息，是一種波長調制型光纖感測器。光纖光柵感測器可以實現對溫度、應變等物理量的直接測量。
光纖光柵感測器可以貼在結構的表面或預先埋入結構中,對結構同時進行健康檢測、沖擊檢測、形狀控制和振動阻尼檢測等,以監視結構的缺陷情況。
上海紫珊光電技術有限公司自主研發的光線光柵應變計具有精度高（一般為1με，如果是小量程的應變測量，可以達到0.5με）、可靠性高、安裝方式多樣、使用方便等優點，成功應用於北京中關村某標志性建築中，布設在鋼樑上並埋設在混凝土中對支柱鋼梁進行施工過程監測。
光纖光柵感測器採用波長調制方式, 通過探測信號波長的漂移量來測量被測參數的變化。

② 大學物理實驗中光柵常數d是多少

在實驗當中所使用的光柵，一般光柵常數在幾百個納米左右，比如d=650nm。光柵常數一般和可見光波長差不多數量級（可見光波長范圍460-720nm)。計算公式如下：

(2)光柵參數的檢測方法擴展閱讀

由大量等寬等間距的平行狹縫構成的光學器件稱為光柵（grating）。一般常用的光柵是在玻璃片上刻出大量平行刻痕製成，刻痕為不透光部分，兩刻痕之間的光滑部分可以透光，相當於一狹縫。精製的光柵，在1cm寬度內刻有幾千條乃至上萬條刻痕。這種利用透射光衍射的光柵稱為透射光柵，還有利用兩刻痕間的反射光衍射的光柵，如在鍍有金屬層的表面上刻出許多平行刻痕，兩刻痕間的光滑金屬面可以反射光，這種光柵稱為反射光柵。

光柵常數，是光柵兩刻線之間的距離，用d表示，是光柵的重要參數。通常所講的衍射光柵是基於夫琅禾費多縫衍射效應工作的。描述光柵結構與光的入射角和衍射角之間關系的公式叫「光柵方程」。

參考資料光柵_網路

③ 光柵測量原理

測量光柵是一種特殊的光電感測器，與普通的對射式光電感測器一樣，包含相互分離且相對放置的發射器和收光器兩部分，但其外形尺寸較大，為長管狀。測量光幕發射器產生的檢測光線並非如普通感測器般只有一束，而是沿長度方向定間距生成光線陣列，形成一個「光幕」，以一種掃描的方式，配合控制器及其軟體，實現監控和測量物體外形尺寸的功能。

④ 大學物理實驗中，全息光柵的製作及其參數測量用哪種方法

全息光柵的製作（實驗報告）完美版 (2009-10-12 23:25:34)轉載
標簽： 光柵 乾片 發散鏡 雙縫 白屏 教育
設計性試驗看似可怕，但實際操作還是比較簡單的~
我的實驗報告，僅供參考~

實驗報告封面

全息光柵的製作

一、 實驗任務
設計並製作全息光柵，並測出其光柵常數，要求所製作的光柵不少於每毫米100條。

二、 實驗要求
1、設計三種以上製作全息光柵的方法，並進行比較。
2、設計製作全息光柵的完整步驟（包括拍攝和沖洗中的參數及注意事項），拍攝出全息光柵。
3、給出所製作的全息光柵的光柵常數值，進行不確定度計算、誤差分析並做實驗小結。

三、 實驗的基本物理原理
1、光柵產生的原理
光柵也稱衍射光柵，是利用多縫衍射原理使光發生色散(分解為光譜)的光學元件。它是一塊刻有大量平行等寬、等距狹縫(刻線)的平面玻璃或金屬片。光柵的狹縫數量很大，一般每毫米幾十至幾千條。單色平行光通過光柵每個縫的衍射和各縫間的干涉，形成暗條紋很寬、明條紋很細的圖樣，這些銳細而明亮的條紋稱作譜線。譜線的位置隨波長而異，當復色光通過光柵後，不同波長的譜線在不同的位置出現而形成光譜。光通過光柵形成光譜是單縫衍射和多縫干涉的共同結果（如圖1）。

圖1
2、測量光柵常數的方法：
用測量顯微鏡測量；
用分光計，根據光柵方程d·sin =k 來測量；
用衍射法測量。激光通過光柵衍射，在較遠的屏上，測出零級和一級衍射光斑的間距△x及屏到光柵的距離L，則光柵常數d= L/△x。

四、 實驗的具體方案及比較
1、洛埃鏡改進法：
基本物理原理：洛埃鏡的特點是一部分直射光和另一部分反射鏡的反射光進行干涉，如原始光束是平行光，則可增加一全反鏡，同樣可做到一部分直射光和一部分鏡面反射光進行干涉，從而製作全息光柵。
優點：這種方法省去了製造雙縫的步驟。
缺點：光源必須十分靠近平面鏡。
實驗原理圖：

圖2

2、楊氏雙縫干涉法：
基本物理原理：S1，S2為完全相同的線光源，P是屏幕上任意一點，它與S1，S2連線的中垂線交點S'相距x，與S1，S2相距為rl、r2，雙縫間距離為d，雙縫到屏幕的距離為L。
因雙縫間距d遠小於縫到屏的距離L，P點處的光程差：

圖3

δ=r2-r1=dsinθ=dtgθ=dx/L sinθ=tgθ
這是因為θ角度很小的時候，可以近似認為相等。
干涉明條紋的位置可由干涉極大條件δ=kλ得：
x=(L/d)kλ,
干涉暗條紋位置可由干涉極小條件δ=(k+1/2)λ得：
x=(D/d)(k+1/2)λ
明條紋之間、暗條紋之間距都是
Δx =λ(D/d)
因此干涉條紋是等距離分布的。
而且注意上面的公式都有波長參數在裡面，波長越長，相差越大。
條紋形狀：為一組與狹縫平行、等間隔的直線（干涉條紋特點）d= L/△x
優點：使用激光光源相干條件很容易滿足。
缺點：所需的實驗儀器較復雜，不易得到。
實驗原理圖：

圖4

3、馬赫—曾德干涉儀法：
基本物理原理：只要調節光路中的一面分光鏡的方位角，就可以改變透射光和反射光的夾角，從而改變干涉條紋的間距。
優點：這種方法對光路的精確度要求不高，實驗效果不錯，易於學生操作。
缺點：這種方法對光路的精確度要求不高，實驗可能不夠精確。
實驗原理圖：

圖5

五、 儀器的選擇與配套
綜合考慮各方面條件，本次試驗採用馬赫—曾德干涉儀法，所需的實驗儀器有He-Ne激光發射器1架、發散鏡1面、凸透鏡1面、半反半透鏡2面、全反鏡2面和白屏、光闌各一、拍攝光柵用的乾片若干、架子。

六、 實驗步驟
（一）製作全息光柵
1.打開He-Ne激光發射器，利用白屏使激光束平行於水平面。
2.調節發散鏡和激光發射器的距離使激光發散。
3.調節凸透鏡和發散鏡的距離使之等於凸透鏡的焦距，得到平行光。
4. 調節2面半反半透鏡和2面全反鏡的位置和高度，使它們擺成一個平行四邊形（如圖5）。
5.調節半反半透鏡和全反鏡上的微調旋鈕，使得到的2個光斑等高，且間距為4-6cm。
6. 測出實驗中光路的光程差△l。
（在實驗中我們測得的光路的光程差△l=1.5cm）
（二）拍攝全息光柵
1.擋住激光束，把乾片放在架子上，讓激光束照射在乾片上1-2秒，擋住激光束，把乾片取下帶到暗房中。
2.把乾片泡在顯影液中適當的時間（時間長度由顯影液的濃度決定），取出，用清水沖洗，在泡在定影液中約5分鍾。取出，沖洗後晾乾。
3.用激光束檢驗沖洗好的乾片，若能看見零級、一級的光斑，說明此乾片可以用於測定光柵常數。
（三）測定所制光柵的光柵常數
實際圖：

此圖參照老師所給實驗內容報告上的圖來畫
圖6

原始數據表：

x
1
2
3
4
5
6
r（cm）
23.81
24.12
23.93
24.24
23.65
23.66
h（cm）
144.36
144.65
143.84
144.03
144.52
144.11

計算過程：

七、實驗注意事項
1、不要正對著激光束觀察，以免損壞眼睛。
2、半導體激光器工作電壓為直流電壓3V，應用專用220V/3V直流電源工作(該電源可避免接通電源瞬間電感效應產生高電壓的功能)，以延長半導體激光器的工作壽命。

八、 實驗總結
設計型實驗，原先並沒有接觸過。以前的實驗，都是了解了書上介紹的實驗原理後，嚴格按照書上的詳細步驟來做的，不需要自己去思考和研究太多的東西。這一次准備設計型實驗，讓我鍛煉了好多方面的能力。首先，書上給出的只有簡單而概括的指導，所有的東西都要自己去查資料，去想辦法解決。連試驗究竟是怎麼回事都不知道的情況下，要先去網上大概了解實驗內容和原理，然後查閱相關文獻，具體研究實驗方案。尤其，這次的試驗，需要我們自己提供三種以上的不同實驗方案，進行細致比較之後選定一種。這就要求我們熟悉和掌握每種方案的原理、具體操作步驟和對應的優點缺點，逐一分析比較之後，在將自己的選定方案展開。這一系列過程要花費大部分時間在圖書館，因為要在浩瀚的文獻中找到自己需要的，對於我這個還沒上完科技文獻檢索課的學生來說，真的有點困難。我的報告中，有一部分資料來源於互聯網，然而網上的東西又不完全符合我的要求，修修改改，總算弄得差不多了。其實，自己明白了原理，按照自己預先設計好的方案進行實驗，在具體操作過程中，問題並不大，可以說，做讓人費神的是預習時候的實驗報告的書寫。現在，實驗已經基本做完，感覺收獲卻是很大。以後，對於設計型實驗，也可以更熟練的進行了。
想說，在進行實驗的全部過程中，科學和嚴謹的態度是最重要的，不可以在不明白的情況下進行試驗，不可以在數據有問題的情況下繼續試驗，後期的實驗數據處理，也要認真對待。

⑤ 如何檢測選擇的光柵板的線數

用光柵測試軟體列印出測試條，根據實際的觀察距離測出准確的光柵線數。按照測好的光柵線數來做光柵線就可以。立體畫的效果好壞有很多因素：原圖的質量，軟體做圖，列印輸出，光柵材料的質量等。

⑥ 光柵式感測器的光纖光柵感測器的工作原理

我們知道，光柵的Bragg波長lB由下式決定：
lB=2nL ⑴
式中，n—芯模有效折射率； L—光柵周期。
當光纖光柵所處環境的溫度、應力、應變或其它物理量發生變化時，光柵的周期或纖芯折射率將發生變化，從而使反射光的波長發生變化，通過測量物理量變化前後反射光波長的變化，就可以獲得待測物理量的變化情況。如利用磁場誘導的左右旋極化波的折射率變化不同，可實現對磁場的直接測量。此外，通過特定的技術，還可實現對應力和溫度的分別測量和同時測量。通過在光柵上塗敷特定的功能材料（如壓電材料），對電場等物理量的間接測量也能實現。
1、啁啾光纖光柵感測器的工作原理
上面介紹的光柵感測器系統，光柵的幾何結構是均勻的，對單參數的定點測量很有效，但在需要同時測量應變和溫度或者測量應變或溫度沿光柵長度的分布時就顯得力不從心。此時，採用啁啾光纖光柵感測器就就是一個不錯的選擇。
啁啾光纖光柵由於其優異的色散補償能力而應用在高比特遠程通信系統中。與光纖Bragg光柵感測器的工作原理基本相同，在外界物理量的作用下，啁啾光纖光柵除了DlB的變化外，光譜的展寬也會發生變化。這種感測器在應變和溫度均存在的場合是非常有用的。由於應變的影響，啁啾光纖光柵反射信號會拓寬，峰值波長也會發生位移，而溫度的變化則由於折射率的溫度依賴性（dn/dT），僅會影響重心的位置。因此通過同時測量光譜位移和展寬，就可以同時測量應變和溫度。
2、長周期光纖光柵（LPG）感測器的工作原理
長周期光纖光柵（LPG）的周期一般認為有數百微米，它在特定的波長上可把纖芯的光耦合進包層，其公式如下：
li=(n0- niclad）·L ⑵
式中，n0—纖芯的折射率；niclad—i階軸對稱包層模的有效折射率。
光在包層中將由於包層/空氣界面的損耗而迅速衰減，留下一串損耗帶。一個獨立的LPG可能在一個很寬的波長范圍上有許多的共振，其共振的中心波長主要取決於芯和包層的折射率差，由應變、溫度或外部折射率變化而產生的任何變化都能在共振中產生大的波長位移，通過檢測Dli，就可獲得外界物理量變化的信息。LPG在給定波長上共振帶的響應通常有不同的幅度，因而適用於構建多參數感測器。

⑦ 為了得到光柵常數應測量哪些量

主要就是測量衍射光的衍射角，以及柯暹間距離，然後根據光柵方程計算光柵常數。

光柵常數，是光柵兩刻線之間的距離，用d表示，是光柵的重要參數。通常所講的衍射光柵是基於夫琅禾費多縫衍射效應工作的。描述光柵結構與光的入射角和衍射角之間關系的公式叫「光柵方程」。

⑧ 怎樣檢測光纖光柵

檢測光纖光柵的哪些方面。光譜的話用OSA就行了。如果是感測性能的話，一般去專門的計量技術機構測一下。

⑨ 光纖光柵（FBG)的參數如何確定如何測試光譜的話，需要看哪些參數，如何確定好壞

http://www.tricombj.com/chinese/jsyfw/choose_FBG.pdf