光导纤维(简称光纤)自20世纪70年代问世以来，发展迅速，目前已广泛用于温度、压力、位移、应变等量的检测。光纤测温是对传统测温方法的扩展和提高。
光纤电缆的柔软性和它的长距离传输辐射的能力可以使它克服许多测量.七的困难，这些困难包括:
(1)由于存在屏障而不能直接对被测目标进行瞄准;
(2)温度计的工作环境存在着大量的雾气、烟气和水蒸气;
(3)测量现场存在核辐射和强电磁场，要求离开目标并隔一定的安全距离进行测蟹;
(4)存在若很高的环境温度;
(5)被测目标在一个真空容器内，通过窗口瞄准目标很困难或不可能;
(6)在感应加热的情况下，需要小尺寸的光学传感头。
在以上情况下，应用光纤辐射温度计是最合适的。
光纤结构
光纤是一种由透明度很高的材料制成的传输光信息的光导纤维，其结构如图2-64所示，光纤共分3层。最里层是透明度和折射率都很高的芯线，通常由石英制成;中间层为折射率低干芯线的包层，其材质有石英、玻璃或硅橡胶等，因不同用途与型号而异;最外层是保护层，它与光纤特性无关，通常为塑料。光纤的直径通常为几微米到几百微米。
在光纤结构中，最主要的是芯线与包层。除特殊光纤外，芯线与包层是两个同心的圆柱体，芯线居中，包层在外，各有一定的厚度，两层之间无间隙。但两者所采用的材料特性是相异的，其不同特点主要在于材料的折射率或介电常数。为了使光纤具有传输光的性能，必须满足芯线折射率n1大于包层折射率n2的要求，才能发生全反射。
2.7.1.2工作原理
光纤的工作原理是光的全反射，如图2-65所示。当光线AB由折射率为n0的空间介质人射光纤时，与芯线轴线00'的交角为[attach]50283[/attach]
，人射后以折射角乓折射至芯线与包层分界面，并交该分界面于C点，光线BC与分界面法线NN'成[attach]50284[/attach]
角，之后再由分界面折射至包层，CD与NN'的夹角为[attach]50285[/attach]
。根据斯乃尔定律可知
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式中no--人射光线AB所在空间介质的折射率;
n1--芯线折射率，等于光在空气中的速度与光在介质中的速度之比;
n2--包层折射率。
由上式可得
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空间介质通常为空气，即no=1。此时上式变为
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在纤维光学中将上式中的sin[attach]50290[/attach]
0定义为“数值孔径”，用NA表示。数值孔径NA是表示光纤波导特性的重要参数，它反映光纤与光源或探测器等元件藕合时的藕合效率。应该注意，光纤的数值孔径仅决定于光纤的折射率n1和n2.而与光纤的几何尺寸无关。数值孔径NA越大，临界角[attach]50290[/attach]
o越大，光纤可以接受的辐射能量越多，也即光纤与探测器祸合效率也越高。但实践证明，NA的数值不能无限增大，它受全反射条件的限制，NA值增大将使光能在光纤中传输的衰减增大。光纤制成以后，它是一个常数。
由图2-65和式(2-131)可看出，[attach]50290[/attach]
r=90“时，[attach]50290[/attach]
0=aresinNA。根据上述分析可知:凡是人射角[attach]50290[/attach]
i>[attach]50290[/attach]
o的光线进人芯线以后都不能传播而在包层失;相反，只有入射角[attach]50290[/attach]
i>[attach]50290[/attach]
o的光线能在芯线与包层的分界面上产生全反射，此时光线将沿光纤轴向传输，而不会泄礴出去。对石英光纤来说NA=0.25，求得[attach]50290[/attach]
o=15o,[attach]50290[/attach]
2=30，称为光纤的接收角。这表明在30o范围内人射的光线将沿光纤传输，大于这一角度的光线将穿越包层而被吸收，不能传输到远端。
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