图 1 光纤剖面图光纤传感实验光纤特性的研究和应用是 20 世纪 70 年代末发展起来的一个新的领域。光纤传感器件具有体积小、重量轻、抗电磁干扰强、防腐性好、灵敏度高等优点；用于测量压力、应变、微小折射率变化、微振动、微位移等诸多领域。特别是光纤通信已经成为现代通信网的主要支柱。光纤通信的发展极为迅速，新的理论和技术不断产生和发展。因此，在大学物理实验课程中开设“光纤特性研究实验”已经成为培养现代高科技人才的必然趋势。传感器是信息技术的三大技术之一。随着信息技术进入新时期，传感技术也进入了新阶段。“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点已被全世界所公认，因此，传感技术受到各国的重视，特别是倍受发达国家的重视，我国也将传感技术纳入国家重点发展项目。光纤特性研究和应用是一门综合性的学科，理论性较强，知识面较广，可以激发学生对理论知识的学习兴趣，培养学生的实践动手和创新能力，光纤干涉系列实验教学的开设就显得非常重要了。基于这个目的，我们对光纤干涉实验教学进行了初步探索，在此基础上，该实验还可以进行一些设计性及研究性实验。一、实验目的1.学习光纤数值孔径的物理含义、光纤与光源耦合方法的原理；2. 理解 M—Z 干涉的原理和用途；了解传感器原理；3. 实测光纤压力传感器和温度传感器实验数据。二、实验仪器激光器及电源，光纤夹具，光纤剥线钳，宝石刀，激光功率计，五位调整架，显微镜，光纤传感实验仪，CCD 及显示器，等等三、实验原理1．光纤数值孔径、光纤的耦合方法(1)光纤数值孔径光纤数值孔径是描述光纤与光源、探测器和其他光学器件耦合时的特性，它的大小反映光纤收集光的能力。数值孔径是光纤传光性质的结构参数之一，是表示光学纤维集光能力的一个参量。光在光纤中的传播可以用全反射原理来说明。光纤的基本结构如图 1，它主要包括三层（工程上有时有四层或五层，图中是四层结构）：1•纤芯；2•包层；3•起保护作用的涂敷层；4•较厚的保护层。纤芯和包层的折射率分别是 n1和 n，如图 2,为了使光线在光纤中传播，纤芯的折射率（n）必须比包层（n）的折射率 212大，这样才会产生全反射。光线 1 以 0 角入射在光纤端面上，光线经折射后进入光纤，以P角入射到纤芯和包层间的光滑界面上。只要我们选择适当的入射角 0，总可以使 p 角大于临界角 P，P 的大小由公式 P 二 arcsin（n/n）决定，使光线 1 在界面上发生全反射。全 mmm21反射光线 1...
