光学传感，测量哪些参数？

之前部门有一个光学工程专业的研究生，她的毕业论文是关于光纤传感的（具体题目忘了），问她监控什么参数的，她答不上来，说是老师的项目，她只负责有限元仿真。。。后来发现她ansys也不会用。

光波用于传感各种参数，其应用领域广泛，遍布科学、工程和技术、生物医学、农业等的所有分支。使用光进行传感、测量和控制的设备被称为光学传感器。光学传感通常是非接触式和非侵入式的，并且提供非常精确的测量。在这些传感器中，光波是信息传感器和信息载体。

光波的以下任何一个特性都可以通过测量特性（被测对象）进行调制：

• 振幅或强度
• 相位
• 偏振
• 频率
• 传播方向

1. 基于振幅/强度的传感器

有许多传感器在波传播通过感兴趣区域后立即测量强度的变化。被测物会改变波的强度或衰减波——最简单的情况是测量不透明度或密度。

在另一个应用中，通过调用马吕斯定律来测量线偏振光的偏振平面的旋转。

当p偏振波（TM）入射在电介质-空气界面上时，通过监测反射光来获得电介质的折射率。

拓展阅读：关于反射光的反射率、布鲁斯特角、相位

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2. 基于相位测量的传感器

在一定精度范围内使用相位测量进行各种测量。可以调制光波，并且可以测量调制波相对于特定参考的相位，以提取关于被测量的信息。或者，可以测量光波本身的相位。相位可能受到距离、折射率和光源波长的影响。

可以使用各种相位测量仪器，通常称为干涉仪，其精度从纳米到毫米不等。干涉仪还可以测量位移的导数，或者通常测量被测物的导数。外差干涉测量法用于测量距离、绝对距离和非常高的速度等。

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3. 基于偏振的传感器

马吕斯定律、应力光学、法拉第旋转等等，都是基于被测物的偏振变化，已经被用于测量许多量。使用法拉第旋转来测量在导线中流动的电流，使用电感应双折射来测量电压，使用应力光学定律测量力，使用椭圆偏振仪测量薄膜厚度和折射率。

拓展阅读：椭圆偏振的基本方程

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4. 基于频率测量的传感器

来自移动物体的光的反射导致反射光的频率偏移（多普勒偏移）。这种被称为多普勒频移的频移与物体的速度直接相关。它是通过将接收到的信号与未偏移的光信号进行外差来测量的。外差干涉法用于测量位移。

对于非常高的速度，多普勒频移变得非常大，因此电子设备无法控制。使用激光多普勒干涉测量法，将多普勒频移的光输入干涉仪，获得低频信号，然后将其与速度相关。

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5. 基于方向变化的传感器

光学方向是基于方向变化的设备，可用于监测许多变量，如位移、压力和温度。比如3D相机—结构光、双目视觉和光飞行时间。

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