光纤传感器的研究方向主要有哪些方面

　　近期的光纤传感技术研究和产业化特点是以成熟的光纤通信技术向光纤传感技术转化为重点，目前对光纤传感器的研究方向主要有以下几个方面：

 

　　1、对传感器本身及进行横向应变感测和高灵敏度、高分辨率、且能同时感测应变和温度变化的传感器研究；

 

　　2、对光栅反射信号或透射信号分析和测试系统的研究，目标是开发低成本、小型化、可靠且灵敏的探测技术；

 

　　3、对光纤传感器的实际应用研究，包括封装技术、温度补偿技术、传感器网络技术。

 

　　4，开展各应用领域的专业化成套传感技术的研发，如航空航天、航海、土木工程、医学和生物、电力工业、核工业及化学和环境等。

 

　　目前限制光纤传感器应用的最主要障碍是传感信号的解调，正在研究的解调方法很多，但能够实际应用的解调产品并不多，且价格较高。光纤传感器的信号解调，即波长微小移位的检测问题，是光纤传感器能否实用化的关键。

 

　　光纤传感器传感原理

 

　　温度、应变和应力的变化会引起光纤传感器的栅距和折射率的变化，从而使光纤传感器的反射和透射谱发生变化。通过检测光纤传感器反射谱或透射谱的变化，就可以获得相应的温度、应变和压力信息，这就是用光纤传感器测量温度、应变和压力的基本原理。

 

　　由耦合模理论可知，均匀的、非闪耀光纤光栅可将其传输的一个导模耦合到另一个沿相反方向传输的导模而形成窄带反射，峰值反射波长为（Bragg波长）：式中为导模的有效折射率，为光栅周期。

 

　　光纤传感器的波长是随和而变化的，因此波长对于外界力、热负荷等极为敏感。应变和压力影响波长是由于光栅周期的伸缩以及弹光效应引起的，而温度影响波长是由于热膨胀效应和热光效应引起的。当外界的温度、应力和压力等参量发生变化时，波长的变化可表示为。