光纖開關(guān)原理

光纖是光學纖維的簡稱。光學纖維是一種帶涂料的透明細絲，通常由芯料(玻璃)加涂層(玻璃)組成。光纖的芯料直徑在幾個微米到幾十微米之間，涂層外徑為0.1～0.2毫米的數(shù)量級。光學纖維涂層的折射率必須小于芯料的折射率，并且光學纖維芯料和涂層之間應(yīng)有良好的光學接觸，形成優(yōu)質(zhì)的光學界面。當光線以口角入射在光纖維的入射端面上(圖1)，經(jīng)折射后進人光學纖維內(nèi)，以角φ入射到芯料和涂層間的光滑界面上。只要選擇適當?shù)娜肷浣铅?，總可使角妒大于產(chǎn)生全反射所要求的臨界角妒φm，入射光線將在界面上產(chǎn)生全反射；如果光學纖維是均勻的圓柱體，則入射光線就可在光學纖維內(nèi)經(jīng)過若干次(與纖維長度、直徑有關(guān)，一般為幾百、幾千，甚至幾萬次以上)全反射后，由光學纖維的一端傳至另一端，直到從出射端面射出。

在一般狀態(tài)下，光在光纖中傳播，其能量的絕對值是相等的，光纖的中間設(shè)置障礙或破壞光纖的全反射條件，使光纖出射端輸出的光能量衰減，這樣，只要檢測出光纖輸出端的光能量大小，就可控制電子開關(guān)，對各類用電器實現(xiàn)控制。

光纖開關(guān)直接型光纖開關(guān)

當手按下開關(guān)按鈕時，光路被阻斷，光線不通，當手離開按鈕時，光路又接通，這樣，輸出端就可檢測到信號的變化，從而發(fā)出控制信號。圖2中是光纖雙向撥動開關(guān)，當開關(guān)撥向A時，光纖就與l號光纖接通，當開關(guān)撥向B時，光纖就與2號線接通。當然，這種開關(guān)的制造精度很高，開關(guān)內(nèi)需有導(dǎo)光裝置，否則光線就不能耦合下去。

光纖開關(guān)間接型光纖開關(guān)

這種開關(guān)的光纖是連續(xù)的，只是改變其光在傳播途中的全反射條件，使光纖輸出端的輸出能量有所改變，輸出端的光電接收裝置只要測出所接收能量的變化，并加以比較判別，最后送出控制信號。圖3中，當開關(guān)按下時，光纖發(fā)生變形，全反射條件被破壞，光纖輸出光能量減少，這樣檢測裝置就可送出控制信號。

光纖開關(guān)壽命長，安全可靠，抗干擾強，尤其適合于潮濕、高溫、強電磁干擾等應(yīng)用場合，這種開關(guān)可以完全浸在液體中也能工作，也可安裝到遠離控制系統(tǒng)的地方。但此開關(guān)成本較高。