光纤传感器的主要元器件之一光纤及其选用原则

　　光纤是制造光纤传感器必不可少的原材料。目前，我国生产的光纤，常见的有阶跃型和梯度型多模光纤，以及单模光纤。它们的结构及折射率如下图所示。

　　图 常用光纤的结构及其折射率分布的剖面图

　　选用光纤时，有如下因素需要考虑。

　　1.光纤的数值孔径N_a

　　N_a是衡量光纤聚光能力的参量。从提髙光源与光纤之间耦合效率的角度来看，要求用大N_a光纤。但Na越大，光纤的模色散越严重，传输信息的容量就越小。然而对大多数光纤传感器应用来说，不存在信息容量的问题，因此，传感器所用光纤以具有最大孔径为宜。一般要求是

　　2.光纤传输损耗

　　对光纤通信来说，这是光纤最重要的光学特性，它在很大程度上决定了远距离光纤通信中继站的跨距。在光纤传感系统中，除了远距离监测用传感系统外，其他绝大部分传感器所用的光纤，特别是作为敏感元件用的光纤，长者不足4 m，短者只有数毫米。为此，传感器用光纤，尤其是作为敏感元件用特殊光纤，可放宽其传输损耗的要求。一般传输损耗小于10 dB/km的光纤均可采用，这样的光纤价格较低。

　　3.色散

　　这是影响光纤信息容量的重要参量。但正如前面指出的，对大多数传感器来说，不存在信息容量的问题，因而可以放宽对光纤色散的要求。

　　4.光纤的强度

　　对通信或传感器来说，都毫无例外地要求光纤有较高的强度。