摘要：在光纖傳感器的設計中，光源的選擇至關重要，本文對幾種常用光源的基本發(fā)光機理進行了描述，對其主要特性、適用場合等進行了分析和比較，介紹了幾種新型的激光器，并對光纖傳感器用光源下一步的發(fā)展做出了預測和展望，本文的分析對設計光纖傳感器時光源的選擇具有一定的參考價值。 
關鍵詞：光纖傳感器；光源；面發(fā)射激光器；光子晶體激光器 
中圖分類號：TP212.14 文獻標識碼：A
一、引言 
光纖傳感器已經有近30年的歷史了，由于其具有抗電磁干擾（EMI）、抗射頻干擾（RFI）、重量輕、體積小、靈敏度高、帶寬寬以及易于實現(xiàn)多路或分布式傳感等優(yōu)點，目前已經成為軍事、工業(yè)、民用上不可或缺的一種傳感器類型。光纖傳感器所選用的光源類型在很大程度上決定了此傳感器的工作模式、信號處理方法、分辨率、靈敏度及測量精度，因而選擇一種合適的光源對整個光纖傳感器的設計起著至關重要的作用。然而，在選擇光源時，應考慮的因素很多，如光源的尺寸、輸入輸出功率、穩(wěn)定性、相干性、光譜特性以及與光纖的耦合難易程度等，另外光源的價格也在很大程度上決定了這種光纖傳感器最終是否能夠實用化。本文對幾種常用的光纖傳感器光源的性能進行了描述，對其所適用的場合和價格問題進行了分析和比較，并介紹了幾種新型的激光器，最后對光纖傳感器選用光源的發(fā)展趨勢進行了預測和展望。 
二、光纖傳感器中常用光源的原理及其主要特性 
1、非相干光源
   （1）熱光源 
熱光源的主要原理是由電流加熱合適的材料使其產生熱輻射。典型的熱光源是鎢燈，其優(yōu)點是結構簡單，使用方便且具有連續(xù)光譜。 
這種熱光源用在光纖傳感器中時有兩個非常重要的問題值得考慮：一個是光源的穩(wěn)定性問題，根據經驗，鎢絲產生的光電流正比于燈絲電壓的3～4次冪，因此為了保證提供較穩(wěn)定的光功率就必須應用具有非常高穩(wěn)定性的電源和電路；另一個問題是調制速率的限制，對這種光源的調制一般采用機械斬波器，但其頻率通常低于1kHz，這在很多光纖傳感器的應用中是遠遠達不到要求的。鑒于這些限制，在實際光纖傳感器的設計中一般不提倡選用此種光源。 
（2）氣體放電光源 
玻璃管密封的氣體在紫外線或射線作用下，有少量分子被電離，在其內密封兩個電極，當外加電壓足夠高時，電場作用使帶電粒子動能增大到足以電離其它氣體分子，氣體分子吸收帶電粒子能量，使電子躍遷到激發(fā)態(tài)，由于電子在激發(fā)態(tài)上是不穩(wěn)定的，將在極短的時間內回到低能級態(tài)甚至基態(tài)，此時能量將以光的形式釋放。
氣體放電光源的發(fā)光原理就決定了其發(fā)光光譜是不連續(xù)的。這種光源有兩個顯著的特點—高強度和短波長，正因為此，使得其在光纖傳感方面有了獨特的用處。比如，用氣體放電光源發(fā)出的高強度短波長的光來激發(fā)待測物質，使其發(fā)射熒光，可用來檢測物質的溫度、含量等。 
（3）發(fā)光二極管 
發(fā)光二極管（LED）是用半導體材料制作的正向偏置的PN結二極管。其發(fā)光機理是當在PN結兩端注入正向電流時，注入的非平衡載流子（電子－空穴對）在擴散過程中復合發(fā)光，這種發(fā)射過程主要對應光的自發(fā)發(fā)射過程。按光輸出的位置不同，發(fā)光二極管可分為面發(fā)射型和邊發(fā)射型。我們最常用的LED是 InGaAsP/InP雙異質結邊發(fā)光二極管。