光纖傳感器的基本原理和常用解調方法

　　在我國對于光纖傳感器的研究比起其他國家是稍晚了，我國的光纖傳感器還沒有做到真正的產業化，規模化，產出量還不足以滿足國民經濟發展的需求。

 

　　光纖傳感器的種類很多，主要分兩大類：一是Bragg光柵（也稱為反射或短周期光柵）；二是透射光柵（也稱為長周期光柵）。光纖傳感器從結構上可分為周期性結構和非周期性結構，從功能上還可分為濾波型光柵和色散補償型光柵，色散補償型光柵是非周期光柵，又稱為啁啾光柵（chirp光柵）。

 

　　分析光纖傳感器解調的基本原理和常用解調方法的工作機理、性能和特點，從光纖傳感技術的優勢出發，介紹了光纖傳感器傳感智能結構的優點，對波長解調方法如匹配解調法、可調諧激光器法、干涉法、濾波法等做了詳細的討論，闡述了相應的系統設計方案，并對各種方法的優、缺點進行了分析和討論。提出光纖傳感器在實際應用中所面臨的主要技術難題，分析現有的解決方案，討論光纖傳感器在進一步實用化中需要解決的難題及其未來的發展趨勢。

 

　　隨著經濟的發展，我國基礎設施建設的規模不斷加大，新建的高樓、道路、橋梁、大壩幾乎遍地開花。對于這些建筑物健康狀況的傳感、測控成為一項重要課題。加拿大通信中心的HillKO等人在1978年首次在摻鍺光纖中采用駐波寫入法制成光纖Bragg光柵（FBG）。使得光纖傳感器和傳感技術成為科學研究和技術開發的熱點。

 

　　光纖傳感器具有幾個突出主要優點：

 

　　1）光的頻率數量級為THz，其頻帶范圍很寬，動態范圍很大，不受電磁場干擾;

 

　　2）信號采用波長編碼，不受光源強度的起伏、光纖微彎損耗引起的隨機起伏和耦合損耗等因素的影響，對環境干擾不敏感；

 

　　3）光纖傳感器的材料是二氧化硅，具有較強的耐腐蝕能力；

 

　　4）自定標和易于在同一根光纖內集成多個傳感器復用;芯徑細且柔韌，易于布設;

 

　　5）易于實現大面積分布式測量。因此，光纖傳感器具有推動光纖傳感器進入前沿發展的潛力。

 

　　我國對光纖傳感器的研究相對晚一些，目前我國的光纖傳感器的產業化和大規模推廣應用方面還遠不能滿足國民經濟發展的需求。