常见光纤传感器比较

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光纤传感器的特点和工作原理

一、光纤传感器的特点：

1.高灵敏度：光纤传感器可以实现高灵敏度的测量，在微小尺度下可以检测到微小变化，并将其转化为电信号输出。

2.多功能性：光纤传感器可以根据不同的应用需求进行设计和选择，可以实现温度、压力、形变、位移、流速、振动等多种物理量的测量和监测。

3.抗干扰性强：由于光纤传感器采用光学原理进行测量，光信号不易受到电磁干扰的影响，从而大大提高了传感系统的稳定性和抗干扰性。

4.远距离传输：光纤传感器的传输距离可以达到几公里，甚至更远，可以满足从传感位置到控制中心的长距离传输需求。

5.抗腐蚀性强：光纤传感器中的光缆材料一般为二氧化硅或光纤增强复合材料，具有抗腐蚀性、耐高温性和强韧性，适用于恶劣环境下的测量和监测。

6.体积小、重量轻：由于光纤传感器使用光学器件作为传感元件，所以整个传感器可以做得非常小巧轻便，便于安装和携带。

7.高精度：光纤传感器可以实现高精度的测量和检测，可以满足高要求的科研和工业应用。

二、光纤传感器的工作原理：

1.光源：光源一般采用激光器、发光二极管或白炽灯，产生一束光信号。

2.传输介质：传输介质即为光纤，光纤由高折射率的芯心和低折射率

的包层组成。光信号会在光纤中以全内反射的方式传输。

3.光接收器：光接收器一般采用光电二极管或光电倍增管，用于接收

光信号并将其转换为电信号输出。

当光纤传感器用于测量物理量时，会根据物理量的不同使用不同的传

感技术。

例如，当光纤传感器用于温度测量时，可以使用基于热敏特性的传感

技术，即通过测量光纤材料的热传导特性来推断温度的变化。

常见光纤传感器比较

法布利-比罗特(简称FP)、布拉格光栅(简称FBG)和荧光式光纤传感器都是当前流行，技术上也比较先进的传感器。

精度

应该说它们都具有很高的精度，都可以满足绝大多数需求。但如果进行深入的探讨，从理论上，光纤光栅传感器所能达到的精度要为高。从加工的角度来说FP的传感精度主要决定于腔长的加工精度，而FBG的精度主要决定于光栅周期间距与有效折射率的控制。当加工精度都得到保证的时候，FBG将凭借其本身测量机理中优异线性度取胜。从传感原理可以看出，FP的腔长变化转化为Δλ是通过相位变化和干涉实现的，这是一个非线性过程，而FBG直接通过公式λB= 2neffΛ 实现有效折射率和光栅周期关于Δλ的转化，完全线性，理论上说将能提供更好的精度。除此以外，光纤光栅反射光在频域内较之FP干涉极大波包更为尖锐，因此对其中心谱线的测量也应当更为精确。荧光式测温精度主要取决于荧光物质受激发出荧光的特性和对荧光光强度变化的检测，目前的技术工艺水平，使其测量精度与前两种技术相当，其成本会随精度和测量范围而变化。但在实际产品中，测量精度受到具体厂家对产品本身的材料、工艺加工水平、信号解调器分辨率等客观因素的影响，还需要针对具体的产品进行具体对比。

集成度与组网

在这方面，FBG无疑有着很明显的优势。光纤光栅其本身的特点使得每个探点仅利用相当少的光源分量，绝大部分光都透过并继续传播。根据上文介绍，一根光纤上可以最多同时使用30个光栅，传输距离超过45km。这一特点无疑为组网带来巨大便利。同时波分复用等技术的使用，也提高了这一技术的可行性。总得来说FBG非常适合做大范围多节点的分布式测量。至于FP和荧光式，则对于小规模的网络将更容易实现。

光纤传感器

其中
2
a

微弯光纤纤芯半径
n1 n2 相对折射率差 n1
2 2 n1 n2 2 2n1
对SIF, 对GIF,
g
g2
有: 有:
0
a
2a
0

例:水听器
2．光强度的外调制
外调制技术的调制环节通常在光纤外部，因而光纤
本身只起传光作用。这里光纤分为两部分：发送光纤和
2 * * I ( E E ) ( E E )( E E 则相干后的光强为: R s R s R R) 2 2 E0 (1 cos ) 2 I 0 (1 cos ) R s s
s
为外界信号 S0 (t ) 引起的相移.
接收光纤。两种常用的调制器是反射器和遮光屏。
反射式强度调制器的结构原理如图所示。在光纤端面附近设
有反光物体A，光纤射出的光被反射后，有一部分光再返回光纤。通过测出反射光强度，就可以知道物体位置的变化。为了增加光通量，也可以采用光纤束。
图为遮光式光强度调制器原理图。发送光纤与接受光纤对准，光强调制信号加在移动的光闸上，如图（a），
第一节
光纤传感器原理
光纤传感器是通过被测量对光纤内传输光进行调制，使传输光的强度(振幅)、相位、频率或偏振等特性发生变化，再通过对被调制过的光信号进行检测，从而得出相应被测量的传感器。在实用的光纤传感器中,光的性能参数可能是一个或几个同时被调制.应当指出,光电探测器只能探测光的强度, 光的其它被调制的性能参数必须变换成为光强这一可探测的形式.

光纤传感器的结构原理及分类

1、光纤的结构

基本采纳石英玻璃，有不同掺杂，主要由三部分组成，如图1所示。中心——纤芯；

外层——包层；

护套——尼龙料。

图1 光纤结构

2、光纤传感器的原理及分类

光纤的传播基于光的全反射。当光线以不同角度入射到光纤端面时，在端面发生折射后进入光纤，如图2所示。

图2 光纤工作原理图

原理分析：

(1) 光线在光纤端面入射角θ减小到某一角度θc时，光线全部反射；

(2) 只要θ＜θc，光在纤芯和包层界面上经若干次全反射向前传播，最终从另一端面射出。

为保证全反射，必需满意全反射条件（即θ＜θc）实现全反射的临界入射角为：

可见，光纤临界入射角的大小是由光纤本身的性质（N1、N2）打算的，与光纤的几何尺寸无关。

按光纤的作用，光纤传感器可分为功能型和传光型两种。

(1) 功能型光纤传感器是利用光纤本身的特性随被测量发生变化的一种光纤传感器。例如，将光纤置于声场中，则光纤纤芯的折射率在声场作用下发生变化，将这种折射率的变化作为光纤中光的相位变化检测出来，就可以知道声场的强度。

(2) 功能型光纤传感器既起着传输光信号作用，又可作敏感元件，所以又称为传感型光纤传感器。传光型光纤传感器是利用其他敏感元件来感受被测量变化一种光纤传感器，传光型光纤传感器则仅起传输光信号作用，所以也称为非功能型光纤传感器。

3、光纤传感器的特点

光纤传感器具有以下一些特点：

1.不受电磁场的干扰

2.绝缘性能高

3.防爆性能好，耐腐蚀

4.导光性能好

5.光纤细而松软

什么是光纤传感器_光纤传感器分类

光纤传感器简介光纤最早是应用于光的传输，适合长距离传递信息，是现代信息社会光纤通信的基石。光波在光纤中传播的特征参量会因外界因素的作用而间接或直接地发生变化，由此光纤传感器就能分析探测这些物理量、化学量和生物量的变化。

光纤传感器由光源、入射光纤、出射光纤、光调制器、光探测器以及解调制器组成。其基本原理是将光源的光经入射光纤送入调制区，光在调制区内与外界被测参数相互作用，使入射光的某些光学性质（如强度、波长、频率、相位、偏正态等）发生变化而成为被调制的信号光，再经出射光纤送入光探测器、解调器而获得被测参数。

光纤传感器的分类光纤传感器按结构类型可分两大类：一类是功能型（传感型）传感器；另一类是非功能性（传光型）传感器。

（1）功能型光纤传感器利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤（或特殊光纤）作为传感元件，对光纤内传输的光进行调制，使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化，再通过被调制过的信号进行解调，从而得出被测信号。

光纤在其中不仅是导光媒质，而且也是敏感元件，多采用多模光纤。

优点：结构紧凑，灵敏度高。

缺点：须用特殊光纤，成本高。

典型应用：光纤陀螺、光纤水听器等。

（2）非功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化，光纤仅作为信息的传输介质，常采用单模光纤。光纤在其中仅起导光作用，光照在光纤型敏感元件上被测量调制。

优点：无需特殊光纤及其他特殊技术，比较容易实现，成本低。

缺点：灵敏度较低。

实用化的大都是非功能型的光纤传感器根据被调制的光波的性质参数不同，这两类光纤传

光纤传感器结构原理及分类

光纤传感器是利用光信号进行检测和测量的传感器。它利用光纤的特性，将光信号转化为电信号，通过电信号来实现对被监测对象的检测和测量。光纤传感器具有很多优点，例如高灵敏度、宽测量范围、抗干扰性强等。在实际应用中广泛用于工业控制、环境监测、医疗诊断等领域。

1.光源：光源是将电信号转化为光信号的部分，一般采用半导体激光器或发光二极管。光源发出的光信号经过光纤传输到被测量的目标位置。

2.光纤：光纤是将光信号从光源传输到被测量的目标位置的媒介，一般采用光纤束或光纤缆。光纤传输中的光信号会受到光纤本身的损耗和传播时延影响。

3.光纤接收器：光纤接收器是将光信号转化为电信号的部分，一般采用光电二极管或光电探测器。光纤接收器接收到光信号后会将其转化为电信号，并经过信号处理之后得到最终的测量结果。

根据测量原理和应用领域的不同，光纤传感器可以分为多种不同的类型，包括：

1.光纤光栅传感器：利用光纤中的光栅结构来实现对光信号的测量和检测。根据光栅的不同形式，可以分为布拉格光栅传感器、光栅光纤传感器等。

2.光纤干涉传感器：利用光纤中的光干涉效应来实现对光信号的测量和检测。根据干涉原理的不同，可以分为菲涅尔光纤传感器、迈可逊干涉光纤传感器等。

3.光纤拉曼传感器：利用光纤中的拉曼散射效应来实现对被测量物质

的测量和分析。光纤拉曼传感器可以用于分析物质的组分、浓度、温度等。

4.光纤陀螺仪：利用光纤中的圆坐标光相互作用效应来实现测量物体

的旋转和角速度等。光纤陀螺仪被广泛应用于航空航天、海洋导航等领域。

光纤传感器分为几大类

光纤传感器分类

根据光纤在传感器中的作用分

1、功能型（全光纤型）光纤传感器

利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤（或特殊光纤）作传感元件，将“传”和“感”合为一体的传感器。光纤不仅起传光作用，而且还利用光纤在外界因素（弯曲、相变）的作用下，其光学特性（光强、相位、偏振态等）的变化来实现“传”和“感”的功能。因此，传感器中光纤是连续的。由于光纤连续，增加其长度，可提高灵敏度。

2、非功能型（或称传光型）光纤传感器

光纤仅起导光作用，只“传”不“感”，对外界信息的“感觉”功能依靠其他物理性质的功能元件完成。光纤不连续。此类光纤传感器无需特殊光纤及其他特殊技术，比较容易实现，成本低。但灵敏度也较低，用于对灵敏度要求不太高的场合。

光纤传感器的分类及特点

1 光纤传感器基本原理

随着工艺水平的提高，光纤技术目前相对成熟。光纤传感器即为应用光纤传输的基本原理组合的一个广电感应系统。通常的光纤传感系统由光源、光导纤维、光传感元件，光调制元件和信号处理部分组成[3]。其工作原理如下图所示：光源发出的光经过光导纤维进入光传感元件，而在光传感元件中受到周围环境场的影响而发生变化的光再进入光调制机构，由其将传感元件测量的参数调制成幅度、相位、偏振等信息，这一过程称为光电转换过程，最后利用微处理器进行信号分析。

如前所述可以看出光纤传感器的传感机理和电磁传感器的传感机理是相似的，但是光纤传感器由于其测量信号的载体是激光，其在光导纤维内部传播，很难受到外界电磁场干扰，因此适合复杂工况下的检测，且操作方便灵活，信号输出自动化。

2 光纤传感器的分类及特点

2.1 光纤传感器的分类

2.1.1 光纤传感器的分类有不同的方式

按光纤在光纤传感器中的作用可分为传感型和传光型两种类型。

传感型光纤传感器的光纤不仅起传递光作用，同时又是光电敏感元件。由于外界环境对光纤自身的影响，待测量的物理量通过光纤作用于传感器上，使光波导的属性(光强、相位、偏振态、波长等)被调制。传感器型光纤传感器又分为光强调制型、相位调制型、振态调制型和波长调制型等。

2.1.2 传光型光纤传感器

传光型光纤传感器是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后,通过在输出端进行光信号处理而进行测量的，这类传感器带有另外的感光元件对待测物理量敏感，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调制的敏感元件才能组成传感元件。光纤传感器根据其测量范围还可分为点式光纤传感器、积分式光纤传感器、分布式光纤传感器三种。其中，分布式光纤传感器被用来检测大型结构的应变分布，可以快速无损测量结构的位移、内部或表面应力等重要参数。目前用于土木工程中的光纤传感器类型主要有

光纤传感器的原理和分类

光纤传感器是一种基于光学原理和光纤技术的传感器，它能够将光信号转化为电信号，从而实现对于光、温度、压力、位移、形变等物理量的测量。光纤传感器具有高灵敏度、抗干扰能力强、体积小、可靠性高等优点，在工业控制、医疗仪器、环境检测等领域得到了广泛应用。本文将介绍光纤传感器的原理和分类。

一、原理

光纤传感器的工作原理是基于光的传输和反射原理。它由光源、光纤、光纤接口以及探测器等组成。光源发出的光经过光纤传输到目标位置，然后由目标位置的物理量引起的光纤弯曲、光纤长度变化、光纤的折射率变化等导致部分光反射回来，并通过光纤接口传回探测器进行光信号的转换。通过测量光信号的变化，就可以获得目标位置的物理量信息。

二、分类

光纤传感器根据测量的物理量以及测量原理的不同，可以分为多种类型。下面介绍几种常见的光纤传感器分类：

1. 光纤光栅传感器

光纤光栅传感器是通过在光纤内部加入光栅结构，利用光栅对光信号进行调制和衍射，实现对物理量的测量。光纤光栅传感器可以根据光纤光栅的类型和光栅的形状来分类，例如布拉格光纤光栅传感器、长周期光纤光栅传感器等。

2. 光纤干涉传感器

光纤干涉传感器是利用光纤产生的干涉现象来测量目标位置的物理量。它通常分为两类：强度型光纤干涉传感器和相位型光纤干涉传感器。强度型光纤干涉传感器是通过测量干涉光强的变化来获得目标位置的物理量信息；而相位型光纤干涉传感器则是利用测量干涉光相位的变化来实现测量。

3. 光纤散射传感器

光纤散射传感器是通过光纤中的散射现象进行测量的传感器。根据散射的类型和机制的不同，可以将光纤散射传感器分为弹性散射型、布拉格散射型、拉曼散射型等多种类型。

光纤传感器的分类及其应用原理

效应，即光纤处于磁场中，场使光纤中光波的偏振面旋磁
转，旋转角０与磁场强度Ｈ、场中光纤的长度Ｌ满足：一磁０
ＫＨＬ，为光纤材料系数。由长直载流导线在周围空间产生Ｋ的磁场Ｈ — Ｉ２Ｒ（／ａＲ是光纤与载流导线间的垂直距离），则
ຫໍສະໝຸດ Baidu
光纤传感器的分类及其应用原理
丁小平王薇付连春，，
１．首都师范大学物理系，北京１０３００７１０２００５
２．中国纺织科学研究院北京中纺化工有限公司，北京
摘
要
光纤传感器是一种有广泛应用前景的新型传感器。文章介绍了光纤传感器的基本原理、分类及其
引言
光纤传感器是近几十年来迅速发展起来的一种新型传感
器。它具有抗电磁干扰、电绝缘性好、灵敏度高、量轻、重能在恶劣环境下工作等一系列优点，因而具有广泛的应用前景。目前已有测量温度、压力、位移、加速度、电流等多种物
优点。并分别阐述了光强调制型、相位调制型和偏振态调制型光纤传感器的应用原理及基本特点。主题词光纤传感器；调制；相位；振态偏
文献标识码：Ａ文章编号：１０ —５３２０）６１７—３０００９｛０６０ —１６０

一文深度了解光纤传感器的应用场景

文| 传感器技术（WW_CGQJS）光纤传感器与测量技术是当今传感器技术领域新的发展引应用，其测量用的光纤传感器有很多种类，有很多种工作方式。国内市场上光纤传感器应用主要在以下四种：光纤陀螺、光纤光栅传感器、光纤电流传感器和光纤水听器。下面对这四种产品分别介绍一下。光纤传感器应用种类一、光纤陀螺。

光纤陀螺按原理可分为干涉型、谐振型和布里渊型,这是三代光纤陀螺的代表.第一代干涉型光纤陀螺,目前该项技术已经成熟,适合进行批量生产和商品化;第二代谐振型光纤陀螺，暂时还处于实验室研究向实用化推进的发展阶段；第三代布里渊型，它还处于理论研究阶段.

光纤陀螺结构根据所采用的光学元件有三种实现方法：小型分立元件系统、全光纤系统和集成光学元件系统。目前分立光学元件技术已经基本退出，全光纤系统用在开环低精度、低成本的光纤陀螺中，集成光学器件陀螺由于其工艺简单、总体重复性好、成本低，所以在高精度光纤陀螺很受欢迎，是其主要实现方法。

二、光纤光栅传感器

目前国内外传感器领域的研究热点之一光纤布拉格光栅传感器。传统光纤传感器基本上可分为两种类型：光强型和干

涉型。光强型传感器的缺点在于光源不稳定，而且光纤损耗和探测器容易老化;干涉型传感器由于要求两路干涉光的光强同等，所以需要固定参考点而导致应用不方便.

目前开发的以光纤布拉格光栅为主的光纤光栅传感器可以

避免出现上面两种情况,其传感信号为波长调制、复用能力强.在建筑健康检测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等应用中,光纤光栅传感器是最理想的灵敏元件.光纤光栅传感器在地球动力学、航天器、电力工业和化学传感中有广泛的应用。三、光纤电流传感器

光纤传感器的分类及应用

2008级光信息科学与技术3班牛鑫

学号：2

光纤传感器（Optical Fiber Transducer）就是利用光导纤维的传光特性，把被测量转换为光特性(强度、相位、偏振态、频率、波长)改变的传感器。它的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等）发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。

随着现代科学技术的发展, 信息的获得显得越来越重要。传感器正是感知、检测、监控和转换信息的重要技术手段。光纤传感器是继光学、电子学为一体的新型传感器, 与以往的传感器不同, 它将被测信号的状态以光信号的形式取出。光信号不仅能被人所直接感知, 利用半导体二极管如光电二极管等小型简单元件还可以进行光电、电光转换, 极易与一些电子装配相匹配, 这是光纤传感器的优点之一; 另外光纤不仅是一种敏感元件, 而且是一种优良的低损耗传输线; 因此, 光纤传感器还可用于传统的传感器所不适用的远距离测量。近年来光纤传感器得到了越来越广泛的应用。

近年来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。它具有很多独特的优点：1、灵敏度高由于光是一种波长极短的电磁波, 通过光的相位便得到其光学长度。以光纤干涉仪为例, 由于所使用的光纤直径很小, 受到微小的机械外力的作用或温度变化时其光学长度要发生变化, 从而引起较大的相位变化。2、测量速度快光的传播速度最快且能传送二维信息, 因此可用于高速测量。对雷达等信号的分析要求具有极高的检测速率, 应用电子学的方法难以实现, 利用光的衍射现象的高速频谱分析便可解决。3 、信息容量大被测信号以光波为载体, 而光的频率极高, 所容纳的频带很宽, 同一根光纤可以传输多路信号。4 、适用于恶劣环境光纤是一种电介质, 耐高压、耐腐蚀、抗电磁干扰, 可用于其它传感器所不适应的恶劣环境中。另外, 利用光纤的柔韧性可将光纤传感器做成各种形状的传感器及传感器阵列, 用于多参数测量。

光纤传感器介绍重点

光纤传感器介绍

摘要本文介绍了几类常用光纤传感器，具体分析了波长调制型光纤传感器的原理、结构和

应用，结合实验对光纤传感器位移实验作了分析。

关键词光纤传感器功能型非功能型波长振幅相位

0引言

光纤传感器，英文名称：optical fiber transducer。航空科技领域定义其为利用光导纤维的传光特性，把被测量转换为光特性（强度、相位、偏振态、频率、波长改变的传感器；机械工程定义其为利用光纤技术和光学原理，将感受的被测量转换成可用输出信号的传感器。

近年来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方（如高温区）或者对人有害的地区（如核辐射区），起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。

1光纤传感器的特点

与传统的传感器相比，光纤传感器的主要特点如下：

（1）抗电磁干扰，电绝缘，耐腐蚀，本质安全。

由于光纤传感器是利用光波传输信息，而光纤又是电绝缘、耐腐蚀的传输介质，因而不

怕强电磁干扰，也不影响外界的电磁场，并且安全可靠。这使它在各种大型机电、石油化工、冶金高压、强电磁干扰、易燃、易爆、强腐蚀环境中能方便而有效地传感。

（2）灵敏度高。

利用长光纤和光波干涉技术使不少光纤传感器的灵敏度优于一般的传感器。其中有的已

由理论证明，有的已经实验验证，如测量转动、水声、加速度、位移、温度、磁场等物理量的光纤传感器。

光纤传感器

①电绝缘性能好。 ②抗电磁干扰能力强。 ③非侵入性。 ④高灵敏度。 ⑤容易实现对被测信号的远距离监控。光纤传感器可测量位移、速度、加速度、液位、应变、压力、流量、振动、温度、电流、电压、磁场等物理量
1.结构—两个同轴区，内区称为纤芯，外区称为包层而且内芯的折射率略大于包层的折射率。通常，在包层外面还有一层起支撑保护作用的套层。
3）光纤色散与带宽的关系
光纤色散使输入信号的各波长分量到达终端的群延时不同．因此输出信号或脉冲将发生畸变或展宽。脉冲展宽将限制传输容量或决定最大中继距离。展宽程度可以有延迟时间来表示。
1•f c f0
•k0•dd2k2
f
f0
k0 2f0 c
4）抗拉强度 5）集光能力
N Asini n12n2 2
材料色散：是由于光纤的折射率随波长而改变，以及模式内部不同波长成分的光(实际光源不是纯单色光)，其时间延迟不同而产生的。这种色散取决于光纤材料折射率的波长特性和光源的谱线宽度。
波导色散：是由于波导结构参数与波长有关而产生的，它取决于波导尺寸和纤芯与包层的相对折射率差。
单模光纤与多摸光纤的色散
半导体反射膜
膜片反射式光纤压力传感器
Y形光纤束的膜片反射型光纤压力传感器如图。在Y形光纤束前端放置一感压膜片，当膜片受压变形时，使光纤束与膜片间的距离发生变化，从而使输出光强受到调制。

光纤传感器的原理和分类

（以下文章使用普通散文格式书写）

光纤传感器的原理和分类

光纤传感器是一种基于光学原理的传感器，通过利用光纤的传输特性，实现对物理量、化学量等的测量和检测。光纤传感器具有高精度、高灵敏度、无电磁干扰等优点，在许多领域得到广泛应用。本文将介

绍光纤传感器的工作原理和主要分类。

一、光纤传感器的原理

光纤传感器的原理基于光纤对光的传输和传感。光信号通过光纤传

输时，会因为受到温度、压力、形变等物理量的影响而产生改变。光

纤传感器通过监测光信号的强度、相位、频率或色散等参数的变化，

来实现对被测物理量的测量。

光纤传感器的基本原理可以分为干涉型、散射型和吸收型三类。

1. 干涉型光纤传感器

干涉型光纤传感器基于光的干涉原理。光信号在光纤中传输时，会

与外界环境发生干涉，从而改变光信号的性质。典型的干涉型光纤传

感器有光纤布里渊散射传感器和光纤干涉仪。

2. 散射型光纤传感器

散射型光纤传感器利用光在传输过程中产生的散射现象进行测量。

散射型光纤传感器根据散射光的特性，可分为拉曼散射传感器、布里

渊散射传感器和雷利散射传感器。

3. 吸收型光纤传感器

吸收型光纤传感器通过测量光在光纤中的吸收情况来实现测量。常

见的吸收型光纤传感器有红外光纤传感器和光纤光谱传感器。

二、光纤传感器的分类

根据不同的测量原理和应用场景，光纤传感器可以分为多种不同的

分类。

1. 根据测量原理

光纤传感器可以根据测量原理的不同进行分类。常见的分类有干涉

型光纤传感器、散射型光纤传感器和吸收型光纤传感器。

2. 根据测量物理量

光纤传感器也可以根据测量的物理量进行分类。根据不同的物理量，可以有温度传感器、压力传感器、形变传感器、气体传感器等。

光纤传感技术在航空航天领域的应用研究

光纤传感技术在航空航天领域的应用研究第一章绪论

随着科技的不断进步，光纤传感技术在航空航天领域的应用越来越广泛。光纤传感可以实现对航空航天系统的无损监测、快速诊断和智能控制，提高了航空航天系统的安全性、准确性和可靠性。本文将从光纤传感原理、光纤传感器的种类、光纤传感在航空航天领域的应用及发展前景等方面进行阐述。

第二章光纤传感原理

光纤传感利用了光的物理特性，通过在光纤中传播的光束来实现对被测量物理量的测量。其原理是在光纤中引入一个物理量，当被测量物理量发生变化时，光纤中的传播光波通过这个变化而发生相应的变化，产生光纤输出端的信号响应，从而达到测量目的。光纤传感技术主要有两种基本的光学响应方式：干涉现象和散射效应。其中，基于干涉现象的光纤传感器通常采用光纤干涉仪原理，利用两路光束的相位位移差来探测被测量物理量。而基于散射效应的光纤传感器则利用光纤中的散射重定向来探测被测量物理量。此外，光纤传感技术还有一些其他的原理和方法，如布里渊散射、拉曼散射、光纤光栅等。

第三章光纤传感器的种类

根据光纤传感器的测量原理和应用场景的不同，可以将其分为

多种类型。其中，常见的光纤传感器类型有：

1. 光纤光栅传感器：利用光纤光栅结构对光的传播进行调制，

实现对温度、压力、应力等多种物理量的测量。

2. 光纤布里渊散射传感器：利用布里渊散射效应实现对温度、

应力的测量。

3. 光纤拉曼传感器：利用拉曼散射效应实现对化学成分、温度、压力等多种物理量的测量。

4. 光纤加速度传感器：利用光纤弯曲时对光波传播速度的变化

实现加速度的测量。