光纤传感器的基本原理和常用解调方法

　　在我国对于光纤传感器的研究比起其他国家是稍晚了，我国的光纤传感器还没有做到真正的产业化，规模化，产出量还不足以满足国民经济发展的需求。

 

　　光纤传感器的种类很多，主要分两大类：一是Bragg光栅（也称为反射或短周期光栅）；二是透射光栅（也称为长周期光栅）。光纤传感器从结构上可分为周期性结构和非周期性结构，从功能上还可分为滤波型光栅和色散补偿型光栅，色散补偿型光栅是非周期光栅，又称为啁啾光栅（chirp光栅）。

 

　　分析光纤传感器解调的基本原理和常用解调方法的工作机理、性能和特点，从光纤传感技术的优势出发，介绍了光纤传感器传感智能结构的优点，对波长解调方法如匹配解调法、可调谐激光器法、干涉法、滤波法等做了详细的讨论，阐述了相应的系统设计方案，并对各种方法的优、缺点进行了分析和讨论。提出光纤传感器在实际应用中所面临的主要技术难题，分析现有的解决方案，讨论光纤传感器在进一步实用化中需要解决的难题及其未来的发展趋势。

 

　　随着经济的发展，我国基础设施建设的规模不断加大，新建的高楼、道路、桥梁、大坝几乎遍地开花。对于这些建筑物健康状况的传感、测控成为一项重要课题。加拿大通信中心的HillKO等人在1978年首次在掺锗光纤中采用驻波写入法制成光纤Bragg光栅（FBG）。使得光纤传感器和传感技术成为科学研究和技术开发的热点。

 

　　光纤传感器具有几个突出主要优点：

 

　　1）光的频率数量级为THz，其频带范围很宽，动态范围很大，不受电磁场干扰;

 

　　2）信号采用波长编码，不受光源强度的起伏、光纤微弯损耗引起的随机起伏和耦合损耗等因素的影响，对环境干扰不敏感；

 

　　3）光纤传感器的材料是二氧化硅，具有较强的耐腐蚀能力；

 

　　4）自定标和易于在同一根光纤内集成多个传感器复用;芯径细且柔韧，易于布设;

 

　　5）易于实现大面积分布式测量。因此，光纤传感器具有推动光纤传感器进入前沿发展的潜力。

 

　　我国对光纤传感器的研究相对晚一些，目前我国的光纤传感器的产业化和大规模推广应用方面还远不能满足国民经济发展的需求。