文献综述报告-光纤传感器
光纤湿度传感器应用的文献综述
光纤通信原理（论文）文献综述学院：电气工程学院题目：光纤湿度传感器应用光纤湿度传感器研究进展文献综述学院：电气工程学院专业：通信工程摘要：光纤湿度传感器是传感器的重要组成部分，而光纤湿度传感器的使用敏感材料也很多，原理也各有异同，导致传感器结构不同、检测方式有差异和成本相差较大等问题,引起了研究者的广泛兴趣。
本文比较了几种主要光纤湿度传感器的特点，并对光纤湿度传感技术目前存在的问题及发展趋势进行了讨论。
关键词：光纤湿度传感器；湿度；敏感材料1.引言光纤湿度传感器具有体积较小，响应速度较快，抗电磁干扰强，适应温度范围大，动态范围较大，灵敏度非常高的特点，在恶劣的环境中能发挥天然的优势。
因而在国防科研、石油化工和电力等领域的湿度检测中有着广阔的应用前景[ 1]。
光学湿度传感器主要是利用光学材料在空气相对湿度发生变化后, 材料的物理和化学特性将发生变化，介质感受到相应的变化，从而引起波长光学参数，光波导和反射系数的变化进行的湿度测量[1]。
2.光纤湿度传感器的分类按照不同的传感原理，光纤湿度传感器可分为两类：一类是光功率检测型[12]，即外界湿度变化引起传输光功率的变化，如基于锥形光纤[13-15][16,17]、塑料包层石英光纤[18,19]等湿度传感器；另一类是波长检测型[20,21]，即外界湿度变化引起涂敷在传感器表面的湿敏材料有效折射率发生变化，进而导致中心波长发生漂移，如基于布拉格光纤光栅[22-25]、长周期光纤光栅[26-29]、光纤Fabry-Perot腔[30-33]等湿度传感器。
1.3.12.1光功率检测型2.1.1光纤传光式湿度传感器光纤传光式湿度传感器的传感原理为：当湿敏材料薄膜与空气湿度相互接触后，湿敏材料发生化学反应导致其光学参数发生变化。
因此，通过测量湿敏材料光学参数的变化即可得出空气湿度相应的变化。
在制备光纤传光式湿度传感器时，对于探针的设计、封装和湿敏材料的制备尤其重要，其中湿敏材料应不受到与空气湿度之外其他气体的影响，并且在湿度测量前还应准确标定湿敏薄膜的温度特性。
光纤传感器的发展综述
们发现当光纤受到外界环境的变化，会引起光纤内部传输光波参 某铁路在开通运行 5 年后的最大沉降近 1 m，同时伴有冒泥现象；
数的变化，而这些变化与外界因素成一定规律，由此发展出光纤 截止 2006 年年底，1 号线隧道有 18 处总长近 1 km 的隧道出现较
传感技术。
大的差异沉降，最大累计沉降已经超过 30 cm（ 黄陂南路站—新闸
法与测量位移相比更加直观，更加方便。
1989 年美国布朗大学（ Brown University） 的 Mendez 等人首次
目前，测定结构应变的方法主要有传统的应变片法和光纤传
将光纤传感器用于钢筋混凝土结构的监测。此后，美、英、德、日 感器法。尽管实践已经证明传统的应变片法的可靠性和稳定性，
等国对这方面作了大量的研究工作。
越多，如用于工业 过 程 控 制 的 压 力、振 动 和 应 变 传 感 器 或 液 位 传
tion，Appl． Phys． Let，1978： 32．
感器，电力工业的电流和电压传感器，和用于化学工业、采矿和环 ［3］ 程 晓． 关于地铁工程耐久性的思考［J］． 地下工程与隧道，
境监测的气体和湿度传感器。
电磁场、高压、核辐射、爆炸和化学侵蚀性介质及高温环境。其小
另外，隧道结构周围的土木工程项目的施工同样会引起地铁
巧、灵活和低光信号传输损耗特性使得空间分布传感器阵列和网 隧道结构的变形。对地铁隧道结构的长期差异沉降和施工的加
络可以用于医疗，或埋设在复合材料结构内，简言之，即基于光纤 载和卸载所引起的变形的有效监测是保证地铁隧道结构安全和
传感网络。
护技术标准。
特别是其灵敏度比传统的传感器高几个数量级，可以测量压
通过应变可以直接计算出测点的应力增量，再根据隧道结构
光纤传感器调研报告
光纤传感器调研报告光纤传感器是一种基于光纤技术原理，用于检测和测量环境参数的传感器。
它利用光纤的特殊性质，如光折射、光电效应等，将环境参数转化为光信号，再通过光纤传输，并最终将光信号转化为电信号进行处理和分析。
光纤传感器具有高精度、快速响应、抗干扰、长寿命等优点，在工业、军事、医疗、环境监测等领域得到广泛应用。
本报告将对光纤传感器的原理、分类以及应用进行详细介绍。
光纤传感器的工作原理是利用光在光纤中的传播特性来实现对环境参数的检测和测量。
光纤传感器通常由光源、光纤、光电探测器和信号处理系统组成。
光源发出特定波长的光信号，经过光纤传输到待测区域，并在被测物质的作用下发生相应的光学变化。
光纤上采集到的光信号通过光电探测器转化为电信号，再由信号处理系统进行处理和分析。
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类型。
常见的光纤传感器包括光纤陀螺仪、光纤应变传感器、光纤温度传感器、光纤气体传感器等。
光纤陀螺仪是利用光在光纤中传输过程中的旋转效应来检测和测量角速度或角位移的传感器。
光纤应变传感器是通过测量光纤长度的微小变化来实现对应变的检测和测量。
光纤温度传感器则是利用光纤中光的特性随温度变化而发生变化来测量温度。
光纤气体传感器是通过被测气体的吸收、散射或折射等作用来检测和测量气体成分或浓度。
光纤传感器具有广泛的应用领域。
在工业领域，光纤传感器常用于工艺监测、机械振动检测、材料应变测量等方面。
通过对工业过程中的关键参数进行实时监测，可以及时发现异常情况并采取相应措施，提高生产效率和产品质量。
在军事领域，光纤传感器常用于导弹制导、舰船安全、地震监测等方面。
光纤传感器具有抗电磁干扰、高精度、远距离传输等优势，适用于复杂环境下的数据采集与控制。
在医疗领域，光纤传感器常用于生物医学测量、体内医疗设备监测等方面。
光纤传感器可以实现对重要生理参数的测量，为医疗诊断和治疗提供支持。
在环境监测领域，光纤传感器常用于大气污染监测、水质监测、食品安全检测等方面。
传感器技术文献综述
传感器技术文献综述摘要:传感器技术是综合多种学科的复合型技术，是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术.本文通过将所看的传感器相关文献总分为传感器、智能传感器以及无线传感器网络三个类别，对每一类别进行综述,分析每类别传感器研究中所存在的不足，探讨了相应的解决方案。
关键词：传感器1.引言传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术，是涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科的综合性技术，而该技术也广泛应用到了军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域。
在伴随着“信息时代”的到来，作为获取信息的重要手段——传感器技术得到飞速发展，其应用领域越来越广，人们对其要求越要越高,需求也越来越迫切。
但传感器技术的广泛应用以及飞速发展并不代表着该技术已经成熟，相反在很多方面它还只是一项新兴的技术，依然存在很多的问题等待我们去解决。
如何能够让我们的传感器装置很快的适应周围的环境，迅速准确的处理传输客户所需求的信号，并可以根据客户的要求作出相应的反应以及如何可以尽量的延长传感器装置的生存时间等等.这些问题都是我们在研究传感器技术的过程中所应该解决的问题。
2．传感器传感器是一种物理装置，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、温度、湿度等）或化学组成，并将探知到的信息传递给其他装置。
该装置相当我们的人类的眼睛、鼻子、舌头、耳朵以及皮肤等一些感知器官。
这样，精确快速地感受外界的信号就是迅速正确作出反应实施行动的前提条件。
现在的物理传感器、生物传感器都是力图解决感知、精确以及快速这三个难题。
例如文献[1]中的气体流量监测就有很多种的感知方法，但每种方法都存在着精确以及反应速率方面的问题，所以还需要不断的改进。
然而，有很多的问题大自然已经很好的为我们解决了，我们应该取其精华。
因此,我认为仿生传感器一定会解决很多传感器方面的问题.文献[2］就模仿沙漠蚂蚁利用太阳偏振光在沙漠中很好的辨别方向机理设计了偏振测角传感器。
光纤传感器的发展综述
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
科技
・
探索・ 争鸣
光纤传感器的发展综述
王 庆波 窦 超２
（ １ ． 唐山师范学院招生就业处 ， 河北 唐 山 ０ ６ ３ ０ ０ ０ ； ２ ． 唐山学院基础教学部 ， 河北 唐山 ０ ６ ３ ０ ０ ０ ）
光纤传感器 有不受射频和微 波的干扰 。 绝缘性好 等优点 ， 同时对 单模光纤上 ． 构成了一种 Ｍ — Ｚ干涉仪 ． 其温度和 力传感的灵敏度分别 因此 光纤温度 、 压力传感器被应 用于生物 为 １ ６ ． ４ ９ ｎ ｍ ／ ｏ Ｃ和一 １ ４ ． ５ ９ ５ ｎ ｒ ｒ ｄ Ｎ ２ ０ １ ４年 Ｗｅ ｎ — Ｈｕ ｉ Ｄ ｉ ｎ ｇ等人Ｉ 嗵 过在单 生物体有着 良好 的亲和性 ． Ｈ值测量 、 血液 流速测量 、 医用图像 传输等方面 。 模光纤尾端熔接－／ ｂ 段 光子 晶体光纤 ． 制成一种光纤 Ｆ — Ｐ型温度传感 医学 等领域的 Ｐ 器． 在２ ５到 ３ ０ ０ ￣ Ｃ范围内温度响应灵敏度达 到一 ０ ． Ｏ ｌ ｉ ｎ ｍ／ ｏ ｃ ４ 结 语 ２ ． ２ 光纤光栅传感器 随着科技 的不断进步 ． 综合 人类 发展的需求 ． 光纤传 感器在未来 根据光纤光栅周期 的长短 ． 将 光栅分为光纤布拉格光栅和长周期 几年有 以下几个发展趋势 ： １ ） 全 光纤微型化 ． 整个传感部 分仅由一根 光纤光栅 光纤 布拉格 光栅的光谱是向前传输的光与反射 回来的光 ． 光纤组成 。２ ） 实时化测量多个参量 ， 通过一个传感器实现多个参数的 即传输方向相反的模式 之间发生耦合 。 长周期光纤光栅 的光谱是 同向 同时测量 ， 并能消除交叉灵敏度 。 ３ ） 光纤传感器的智能化。 传感器形成 传输的纤芯基模 与包层 中的高 阶模之间的耦合 ．因而也叫透射光栅 分 布式 阵列 网格 ． 提高信息采集 的精确度和效率 ． 实 现无 线传输和远 光纤光栅 的布拉格波长 可以表示为 ， 有效 折射率 和栅格周期 Ａ受 程监测 。 可见 ． 光纤传感器有着更为广阔的应用前景 ． 需 要人们不断探 温度和应变的影响 ， 布拉格 波长会 随温度 Ａ ＆ ２ ｎ 和应变的变化产 生漂移 ， 这就是光纤光栅传感器 的原理 ２ ０ １ ０ 年． Ｙ ａ ｎ Ｆ ｅ ｎ ｇ 等人 制 作了光纤光栅温度传感器 ． 实验 表明在 【 参考文献 】 ３ ５ 到９ ５ 。 Ｃ的温度段 。温度响应灵敏 度为 ０ ． ０ ２ ｎ ｍ ／ ￣ Ｃ 。２ ０ １ ３ 年， ｘ ｉ ｎ ｐ ｕ ［ １ 惆 金龙． 新型光纤光栅技术 及其在光通信与光纤传感方面应用的 研究【 Ｄ 】 ． 厦 Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ 等人 利用多模光纤光栅多峰的特点 ， 解决 了在光纤传感领 域一 门： 厦 门大学． ２ ０ ０ ８ ： １ — １ １ ８ ． 直 困扰大家的温度 、 折射率等多物理量 的交叉敏感问题 ［ ２ ］ 张丽． 光子晶体光纤 传感器的传感 特性 研究［ Ｄ 】 ． 天 津： 天津理工大学， ２ ０ １ ４ ： １ —
光纤传感器实验报告
光纤传感器实验报告
本次实验旨在探究光纤传感器的特性及其在测量过程中的应用。
实验中，我们使用了一个名为“FiberSense100”的光纤传感器系统，
该系统由一个光纤量子传感器和一台PC构成，旨在测量目标物体的温度、湿度和压力。
首先，我们确定了光纤传感器的工作原理，并进行了设置和校准。
在设置过程中，我们首先调节了温度传感器，设置正确的温度量程，
并将其与外界温度进行比较，以求出较高精度的温度值。
之后，我们
对湿度传感器和压力传感器也进行了类似的操作。
最后，我们将一个
温控器（用于控制实验室的温度）与光纤传感器相连，并进行了各种
负载和温度变化的测试，以验证光纤传感器的准确性和可靠性。
接着，我们再进行了对测量数据的分析。
通过对上述测试数据分析，我们发现光纤传感器能够很好地反映实验室温度变化以及随时间
推移而变化的负载情况，具有良好的稳定性。
在压力传感器方面，我
们也发现光纤传感器测量的压力值与标准值吻合，证明了光纤传感器
的高准确度。
最后，我们总结了本次实验的结果。
实验表明，当使用光纤传感
器时，可以快速准确地测量温度、湿度和压力，具有较高的稳定性和
可靠性，因此，光纤传感器可以广泛应用于生产实践中，以更好地满
足生产和检测需求。
光纤传感器毕业论文 光纤传感器的应用研究
光纤传感器的应用研究摘要本文介绍了光纤传感器研究的目的、意义及其发展趋势，通过分析研究各类光纤传感器的基本原理，设计出了几种功能较完善的光纤传感器。
首先从研究光纤传感器的工作原理出发，分析各种光纤传感器的结构和原理，通过对原有光纤传感器的结构和控制机理的分析，结合学过的电子知识，设计光纤传感温度计、光纤传感压强计等。
在整个研究过程中采取实验和理论相结合的方式。
关键词: 传感器；光纤通信；禁带宽度；光纤传感温度计；光纤传感压强计。
1绪论光纤传感器是70年代末发展起来的一种新型传感器，它具有不受电磁场影响，本质上安全防爆，体积小，耐腐蚀，灵敏度高等优点。
可用在传统传感器难以涉足的极端恶劣环境，所以在军事、航空航天、生物医学、建筑施工等领域被受青睐。
因此对光纤传感器的研究具有很重要的现实意义。
传感技术是近几年热门的应用技术，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智慧化的方向发展。
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。
光纤传感器是最近几年出现的新技术，可以用来测量多种物理量，比如声场、电场、压力、温度、角速度、加速度等，还可以完成现有测量技术难以完成的测量任务。
在狭小的空间里，在强电磁干扰和高电压的环境里，光纤传感器都显示出了独特的魅力。
因此，光纤传感技术应用的研究具有很好的前景。
光纤传感优点：灵敏度较高；几何形状具有多方面的适应性，可以制成任意形状的光纤传感器；可以制造传感各种不同物理信息（声、磁、温度、旋转等）的器件；可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境；而且具有与光纤遥测技术的内在相容性。
光纤传感器报告
光纤传感器报告摘要：光纤传感器是一种通过光纤进行信号传输和检测的先进传感器技术。
本报告旨在介绍光纤传感器的原理、分类、应用领域和未来发展方向。
1. 引言光纤传感器是一种基于光纤的传感器技术，可以实现对各种物理量、化学物质以及生物分子等的检测和测量。
相比于传统的电信号传感器，光纤传感器具有更高的精度、更快的响应速度和更大的测量范围。
2. 光纤传感器的原理光纤传感器的原理基于光的传输与调制。
通过向光纤中注入激光光源，并通过改变光的特性（如幅度、相位、频率等），来实现对被测量物的检测和测量。
光纤传感器可以通过测量光信号的衰减、相位变化、光纤长度变化等来判断被测量物的参数。
3. 光纤传感器的分类光纤传感器可以根据其工作原理和应用领域进行分类。
常见的光纤传感器包括干涉型光纤传感器、散射型光纤传感器和光纤光栅传感器等。
这些传感器在温度测量、压力测量、应力测量、化学物质检测等领域都有广泛的应用。
4. 光纤传感器的应用领域光纤传感器具有广泛的应用领域。
在航天航空领域，光纤传感器可以用于飞行器结构健康监测、燃气检测等。
在能源行业，光纤传感器可以用于油井监测、电力设备监测等。
此外，光纤传感器还被广泛应用于环境监测、医疗诊断、交通控制等领域。
5. 光纤传感器的未来发展方向光纤传感器的未来发展方向包括提高传感器的灵敏度、降低成本、增强传感器的可靠性和稳定性。
随着光纤传感器技术的不断创新和进步，传感器性能将进一步得到提升，应用领域也将不断扩大。
结论：光纤传感器作为一种先进的传感器技术，具有广泛的应用潜力。
通过不断提高传感器的性能和降低成本，光纤传感器将在更多领域。
光纤传感器研究综述
光纤传感器研究综述孙放北京工业大学应用数理学院 030611班指导教师：周劲峰摘要论述了光纤传感器国内外发展现状以及研究动向。
关键词光纤，传感器一、引言20世纪以来，集成电路、计算机技术飞速发展，信息摄取装置——传感器和传感技术却成了限制信息技术的瓶颈。
因此，80年代以来，传感器和传感技术成为了国际研究的热点之一，各国对此领域的投入越发高涨，例如：（1）美国国防部将传感器技术视为20项关键技术之一；（2）日本把传感器技术与计算机、通信、激光半导体、超导并列为6大核心枝术之一；（3）德国视军用传感器为优先发展技术；（4）英、法等国对传感器的开发投资逐年升级；（5）原苏联军事航天计划中的第五条列有传感器技术。
传感器技术之所以如此受到重视并获得极为迅速发展的原因是：（1）微型计算机的普及、信息处理技术的飞速发展，形成了推动获得信息的传感器技术发展的动力。
（2）广阔的市场与社会需求是传感器技术发展的又一强劲推动力，2000年，世界传感器市场总额达700亿美元。
光通信是本世纪在科学技术领域取得的最伟大的成就之一，它以光子为信息载体，为现代化社会提供了一种最优秀的信息交换与传输手段。
因此，光通信的成功，促进了光传感的兴起与发展。
“光子学与光子技术发展战略报告”是国家自然科学基金委员会政策局在“九五”优先资助领域的基础上安排的软课题，1997年的形成的报告就指出：在下个世纪的光子产业上，光纤传感将与光纤通信平分市场，并逐步超过后者。
二、光纤传感器的发展光纤传感器作为传感器家族中年轻的一员，以其在抗电磁干扰、轻巧、灵敏度等方面独一无二的优势，已迅速成长为年成交额超过10亿美金，并预计将于2010年拥有超过50亿美金市场的产业。
每年由美国光学工程师学会(OSA)主办的光纤传感国际会议（OFS）及时报道着光纤传感领域的最新进展，并对光纤传感及其相应技术进行有益的研讨。
1、国外光纤传感器发展现状美国是研究光纤传感器起步最早、水平最高的国家，在军事和民用领域的应用方面，其进展都十分迅速。
光纤传感器实验报告
光纤传感器实验报告光纤传感器实验报告引言光纤传感器是一种基于光学原理的传感器，通过光信号的变化来感知和测量环境中的物理量。
它具有高灵敏度、抗干扰能力强等优点，在工业、医疗、环境监测等领域得到广泛应用。
本实验旨在探究光纤传感器的原理和应用，并通过实验验证其性能。
实验一：光纤传感器的原理光纤传感器的基本原理是利用光的传输特性，通过光纤中的光信号的变化来感知和测量环境中的物理量。
光纤传感器主要包括光源、光纤、光探测器和信号处理器等组成部分。
在实验中，我们使用了一根单模光纤作为传感器。
当外界物理量作用于光纤时，光纤中的折射率发生变化，从而改变了光信号的传输特性。
通过测量光信号的变化，我们可以间接地得到环境中的物理量。
实验二：光纤传感器的应用光纤传感器具有广泛的应用领域，下面我们将介绍几个典型的应用案例。
1. 温度传感器光纤传感器可以用来测量温度。
通过将光纤与温度敏感材料结合，当温度发生变化时，光纤中的折射率也会发生变化，从而改变了光信号的传输特性。
通过测量光信号的变化，我们可以得到温度的信息。
2. 压力传感器光纤传感器还可以用来测量压力。
通过将光纤与压力敏感材料结合，当压力作用于光纤时，光纤中的折射率发生变化，从而改变了光信号的传输特性。
通过测量光信号的变化，我们可以得到压力的信息。
3. 拉力传感器光纤传感器还可以用来测量拉力。
通过将光纤与拉力敏感材料结合，当拉力作用于光纤时，光纤中的折射率发生变化，从而改变了光信号的传输特性。
通过测量光信号的变化，我们可以得到拉力的信息。
实验三：光纤传感器性能测试在本实验中，我们对光纤传感器的性能进行了测试，包括灵敏度、线性度和稳定性等。
灵敏度是指光纤传感器对物理量变化的响应能力。
我们通过改变环境中的物理量，并记录光信号的变化，来计算光纤传感器的灵敏度。
线性度是指光纤传感器输出信号与输入物理量之间的关系是否呈线性关系。
我们通过改变环境中的物理量，并记录光信号的变化，来计算光纤传感器的线性度。
光纤传感器论文50589
认不同的光纤型号。
图3 图4光纤传感器的基本组成：光纤传感器主要包括光导纤维、光源、光探测器三个重要部件。
①光源分为相干光源(各种激光器)和非相干光源(白炽光、发光二极管)。
实际中，一般要求光源的尺寸小、发光面积大、波长合适、足够亮、稳定性好、噪声小、寿命长、安装方便等。
②光探测器包括光敏二极管、光敏三极管、光电倍增管、光电池等。
光探测器在光纤传感器中有着十分重要的地位，它的灵敏度、带宽等参数将直接影响传感器的总体性能。
三、光纤传感器的类型与原理1.光纤传感器的类型一类是利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成的传感器，称为功能型传感器（或传感型光纤传感器）;如图4其原理是外界因素使得光纤中传输光波的相位发生变化进而改变出射光、干涉光的强度，以此达到测量目的。
Φ=2π/λ0•nl式中，为光在真空中的波长λ0，n为光纤纤芯的折射率，l为光在光纤中传播的距离。
一般通过外界因素可改变n和l进而可改变相位Φ,而相位Φ和出射光光强 I密切相关，从而改变出射光光强。
光纤在这类传感器中主要是用单模光纤，它不仅仅是传光元件，而且利用光纤本身的某些特性来感知外界因素的变化，所以它又是敏感元件，因此改变几何尺寸和材料性质可以改善灵敏度。
传感型光纤传感器在结构上比传光型光纤传感器要简单，因为光纤是连续的，可以少用一些光耦合器件。
但为了光纤能够接受外界物理量的变化，往往需要采用特殊光纤来做探头，这样就增加了传感器的制造难度。
另一类是光纤仅仅起传输光波的作用，必须在光纤端部或中间加装其它敏感元件才能构成的传感器，称为传光型传感器（非功能型传感器）（如图5、6）。
传光型光纤传感器主要是强度调制型光纤传感器，其基本原理是待测物理量引起光纤中传输光的光强I变化，通过检测光强 I的变化来实现对待测物理量的测量。
强度调制的特点是简单、可靠、经济、强度调制方式很多，主要有反射式强度调制和透射式强度调制。
图5 图6为了获得较大的受光量和传输光的功率，在传光型光纤传感器中使用的光纤主要是数值孔径和芯径较大的阶跃型多模光纤。
光纤传感器的发展及应用
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图２锁定放大器的ＭＡＴＬＡＢ模型 路模型如图３所示。
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用及发展【Ｊ】．武汉化工学院学报，２００４（２） ５何慧灵，赵春梅，陈丹等．光纤传感器现状【Ｊ】．
广阔的市场．其研究和开发在世界范围内 引起了高度的重视。各国更是竞相研究开 发并引起激烈的竞争。美国是研究光纤 传感器起步最早、水平最高的国家，在军 事和民用领域的应用方面．其进展都十分 迅速。在军事应用方面，研究和开发主要
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1.期刊论文 程湘.王宇华.段发阶.CHENG Xiang.WANG Yu-hua.DUAN Fa-jie 叶端定时光纤传感器特性研究 -传感技
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为了探讨叶端定时光纤传感器的设计方法和设计依据,在实验测量的基础上建立了一个在高斯光束几何反射模型下的一维数值计算方法,可以在计算 机上对叶端定时光纤传感器的特性进行计算分析,为叶端定时光纤传感器的优化设计提供了一个必要工具.对62.5/125多模光纤构成的19芯和37芯叶端定 时光纤传感器的计算分析结果表明,传感器端面处的反射光斑半径在300 μm附近时有最佳的信噪比和接收光强波形;由发射光纤直接出射光束的19芯或 37芯叶端定时传感器在与叶端的间距为1～3 mm范围内有较好性能;若用LD作为光源,37芯叶端定时传感器可以更好地的减少激光散斑的影响.
【综述】光纤传感器四十年发展史
【综述】光纤传感器四十年发展史一、全球概况始于1977年，光纤传感技术研究伴随着光纤技术和光通信技术，迅猛发展起来的一种新型传感技术。
近年来，光纤传感在机械、电子仪器仪表、航天航空、石油、化工、食品安全等领域的生产过程自动控制、在线检测、故障诊断等方面，得到了卓有成效的发展和推广。
30多年的发展，中国光纤传感市场产业化格局基本形成，从最初单一的技术产品推广逐步向成熟的整体解决方案迈进，从产品种类、工艺质量及工程实施服务等多方面得以逐步完善，行业标准及规范逐渐形成。
主要研究领域包括：（1）新型敏感材料研究；（2）分布式光纤传感系统开发；（3）新型专用光电子器件开发；（4）适合于易燃易爆、强磁场干扰、高辐射、高温高压场所的光纤传感器开发；（5）大型结构工程长期安全监测与健康诊断的光纤传感器及其传感系统开发；（6）光纤光栅传感器产业技术研究；（7）光纤智能材料与结构及其应用研究；（8）光纤陀螺的工程应用研究；（9）微光机电系统；（10）准分子激光微加工技术研究；（12）特种光纤传感器件及其他类型光纤传感器的开发。
2011年到2015年之间，全球光纤传感器市场消费规模以年平均20.5%成长，2011年规模为13亿4000万美元，预计到2016年，将扩大为33亿9000万美元。
同时，这5年间，中国成为亚太地区最主要的光纤传感产品应用市场。
2011年交通及石化行业的光纤火灾报警产品市场规模在2亿元水平，电力设备光纤传感温度检测及应用规模达到2亿元水平，光纤传感环境监测、光纤陀螺产品市场达到2亿元水平，光纤周界市场在0.5亿元水平。
美国光纤传感器研究起步早，光纤传感技术在世界上最为先进。
据BCCResearch统计和预测，美国光纤传感器市场在2007年达到2.35亿美元，预计将以30%的年复合增长速度增长，有望在2014年达到16亿美元。
从细分市场看，2007年，美国内在型光纤传感器市场达1.7亿美元，大于外部型光纤传感器市场，预计将以35%的年均增长率增长，到2014年达到14亿美元；2007年至2014年，美国外部型光纤传感器市场复合年增长率约为12%，将从2007年的0.65亿美元增加到2014年的2.19亿美元。
光纤传感器的文献综述
ZIGBEE路由分析摘要ZIGBEE作为新一代无线通信技术的命名，是一种高可靠的无线数传网络技术，是基于IEEE802.15.4标准的一种具有强大组网能力的新型无线个域网，所以其稳定可靠的路由就成了研发工作的重点。
本文重点综述了ZIGBEE无线传感网的网络结构，协议网络层的路由算法，分析了Z-AODV路由和Cluster-Tree路由的协议并在此基础上提出了ZIGBEE的基于Mesh路由的路由选择机制，该机制在网络性能和低功耗方面有明显的优势，适合未来通信网络发展的方向。
关键词：ZIGBEE协议；路由算法；Z-AODV路由ZIGBEE路由分析1前言无线传感网络采用了微小型的传感节点来获取信息，它们的节点之间具有自动组网和协调工作的能力，网络内部采用了无线的方式来采集和处理信息。
基于ZIGBEE网络技术是一种短距离，低成本的无线网络技术，在监控领域，以及传感和自动工业控制得到普片的应用，因此是国家安全还是国民经济等方面均有着广泛的应用前景。
最终将成为数字世界和现实世界的接口并深入到人们的生活中，它有着广阔前景，将像互联网一样改变着人们的生活。
因而对ZIGBEE无线传感网络协议的层路由分析计算，以及链路控制在实际应用中显得非常重要，且意义重大。
经过多年的研发讨论，ZIGBEE联盟于2004年12月，在IEEE 802.15.4 定义的物理层（PHY）和媒体接入层（MAC）的基础上定义了网络层和应用层，正式发布了基于IEEE 802.15.4的ZIGBEE标准协议，它将推动物联网的飞速发展，加速无线数传的更新进步[1]。
2 ZIGBEE网络层的结构在ZIGBEE网络中将终端的设备分为两类：一类是全功能设备（FFD），它的空间很大，用来处理和存放路由信息，它就是网络中的协调者，可以同网络中的任何设备进行通信，切实用于任何一种网络拓扑结构，起到网关的作用；另一类设备就是就是简化功能设备（RFD）,这种设备功耗很低、内存空间较小，它在网络中的功能就是与（FFD）通信，应用范围受一定的限制，只能用于星型拓扑结构中，在网络中作为基本的传感节点来采集信息并将其信息传给相应的网关节点，他们的通信关系如下图。
光纤传感技术综述
光纤传感技术综述摘要光纤传感及其相应技术在经过了二十余年的研究和探索,已逐步迈入了实用化阶段.本文对光纤传感技术进行综述，特别对于光纤传感技术近年的发展做详细介绍。
随着光纤技术与相关光电子元器件的发展，光纤传感技术正逐步成为继光纤通信产业发展之后又一大光纤应用技术产业。
光纤传感作为传感技术中一个重要分支正不断为工业、农业、交通、能源、医疗卫生、科学技术以及军事技术的信息化提供愈来愈多的服务，并愈来愈为人们所认识与接受。
关键词：应用；产业化；进展目录第一章什么是光纤传感技术 (2)1.1光纤传感技术的定义 (2)1.2光纤传感技术简介 (2)1.3光纤传感技术应用 (3)第二章光纤传感技术的发展 (4)2.1光纤传感技术发展与产业化 (4)2.2几种光纤传感器发展现状 (5)2.3光纤传感技术的未来发展趋势 (7)结束语 (8)参考文献 (8)第一章什么是光纤传感技术1.1光纤传感技术的定义光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的，以光波为载体，光纤为媒质，感知和传输外界被测量信号的新型传感技术。
作为被测量信号载体的光波和作为光波传播媒质的光纤，具有一系列独特的、其他载体和媒质难以相比的优点。
光波不怕电磁干扰，易为各种光探测器件接收，可方便的进行光电或电光转换，易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配。
1.2光纤传感技术的简介光纤工作频带宽，动态范围大，适合于遥测遥控，是一种优良的低损耗传输线；在一定条件下，光纤特别容易接受被测量或场的加载，是一种优良的敏感元件；光纤本身不带电，体积小，质量轻，易弯曲，抗电磁干扰，抗辐射性能好，特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。
因此，光纤传感技术一问世就受到极大重视，几乎在各个领域得到研究与应用，成为传感技术的先导，推动着传感技术蓬勃发展。
光纤传感，包含对外界信号（被测量）的感知和传输两种功能。
所谓感知（或敏感），是指外界信号按照其变化规律使光纤中传输的光波的物理特征参量，如强度（功率）、波长、频率、相位和偏振态等发生变化，测量光参量的变化即“感知”外界信号的变化。
光纤传感器应用综述
光纤传感器应用综述摘要: 本文首先简单介绍了光纤传感器的基本构成及原理、特点等，并详细介绍了光纤传感器在石油化工系统、电力系统、医学方面及土木工程中的应用。
关键词：光纤传感器；化工系统；电力系统；医学；土木工程1 引言传感器技术、通信技术、计算机技术是现代信息技术的三大支柱，传感器作为探测与获取外界信息的重要环节之一而被应用于工业、农业及军事等各个领域。
近20多年来，光纤传感器的发展则大有取代传统传感器的趋势。
光纤传感器是光通信和集成光学技术发展的结晶，与以往的传感器不同，它将被测信号的状态以光学的形式取出[1]。
光信号不仅能被人所直接感知，利用半导体二极管等小型简单元件还可以进行光电、光学转换，极易与一些电子装备相匹配。
此外，光纤不仅是一种敏感元件，还是一种优良的低损耗传输线，因此，光纤传感器还可以用于传统的传感器所不适用的远距离测量。
自从20世纪70年代末光纤传感器诞生以来，便由于其具有的防火、防爆、精度高、损耗低、体积小、重量轻、寿命长、性价比高、复用性好、响应速度快、抗电磁干扰、频带范围宽、动态范围大、易与光纤传输系统组成遥测网络等优点而被广泛地应用于各行各业。
随着对其研究的不断深入，光纤传感器势必会对科学研究、国民生产、日常生活等诸多领域产生深远影响。
2 光纤传感器基本构成及原理光纤传感器由光源、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人调制区，光在调制区内与外界被测参数相互作用，使光的光学性质(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。
光纤传感器按传感原理可分为两类：一类是传光型(非功能型)传感器[2]，另一类是传感型(功能型)传感器[3]。
在传光型光纤传感器中，光纤仅作为光的传输媒质，对被测信号的感觉是靠其它敏感元件来完成的，这种传感器中出射光纤和入射光纤是不连续的，两者之间的调制器是光谱变化的敏感元件或其它性质的敏感元件。
文献综述——光纤振动传感器
中国计量学院毕业设计（论文）文献综述学生姓名：徐婷学号： 0800403238专业：光电信息工程班级： 08光电2 设计（论文）题目：光纤振动传感器的设计指导教师：李裔二级学院：光学与电子科技学院2011年 3 月07日光纤振动传感器的设计文献综述一、概述：光纤传感器的历史可追溯到上世纪70 年代，那时，人们开始意识到光纤不仅具有传光特性，且其本身就可以构成一种新的直接交换信息的基础，无需任何中间级就能把待测的量与光纤内的导光联系起来。
由于其具有常规传感器所无法比拟的优点和广阔的发展前景，很多国家不遗余力地加大对光纤传感器的研究力度，也涌现出许多成果。
但它仍存在诸如价格昂贵、技术不够成熟等瓶颈，这使得它在工程上的应用较少。
最近涌现的很多成果无论是在价位上还是技术上都有了新的突破。
随着新方法、新工艺不断被引入，大量低价位高性能光纤传感器面世，而光纤与其他学科理论相结合，不仅使光纤传感器在信号检测精度、传输减损、信号处理方面有了很大的提高，而且其应用领域也越加广阔。
光纤传感器作为一种优势明显的新型传感器不但在高、精、尖领域得到应用，而且在传统的工业领域被迅速推广，其本身产品也不断推层出新，显示出强大的生命力。
可以预见随着制作技术的日益成熟和器件性能的不断提高，不久的将来光纤传感器必将在海洋、化工、土木工程、水利电力等各个领域显示其应用活力。
二、光纤传感器的特点和工作原理：a。
光纤结构和种类：光纤是一种光信号的传输媒介。
光纤的结构：最内层的纤芯是一种截面积很小、质地脆、易断裂的光导纤维，制造材料可以是石英、玻璃或塑料。
纤芯的外层由折射率比纤芯小的材料制成。
由于纤芯与包层之间存在着折射率的差异，光信号得以通过全反射在纤芯中不断向前传播。
光纤的最外层是起保护作用的外套。
通常是将多根光纤扎成束并裹以保护层制成多芯光缆。
图一光纤结构光纤的种类：1）按纤芯和包层的材质：玻璃光纤、塑料光纤。
2）按折射率的变化：阶跃型、渐变型（聚焦光纤）。
光纤通信文献综述分布式光纤传感技术的应用
分布式光纤传感技术的应用文献综述学院:电气工程学院专业:通信工程名字:学号:摘要:在光纤传感领域当中,分布式传感技术在国内外都是研讨的热点,并得到广泛的应用。
论文首先对光纤传感技术进行概述,并讲述分布式光纤传感技术的原理和特点,对基于不同效应的光纤传感技术进行对比论证;其后介绍该技术在不同领域的应用;最后对分布式光纤传感技术将来的发展和展望进行阐述。
关键词:光纤传感器;光纤通信;分布式光纤1.引言近年来,随着光纤通信技术的发展,光纤传感技术因而逐步形成。
这是一种用作测量外界物理信息的新型传感技术,它的载体为光波,传输媒质为光纤。
光纤传感是利用光纤对外界环境因数十分敏感,如温度、压力、磁场电场等环境因素的变化,从而引起光波参量的变化,比如相位、强度、频率和偏振态等。
通过测量光波参数的变化,就可以知道其外界各种物理量的大小,这就是光纤传感器应用的基本原理。
基于光纤传感技术的光纤传感器具有许多优点,光纤是非金属材料,因此光纤具有很高的绝缘性;光纤在传输信息的过程中,对电磁场的抗干扰能力很强;其互感器体积小,能够比较方便的与计算机控制系统连接。
因此,在各个范畴都有对光纤传感技术的研究与应用,成为传感技术的先驱,推动着该领域的进一步发展[5]。
分布式光纤传感器不仅具备普通光纤传感器的优点[2],如抗电磁干扰性好、无辐射干扰性和化学稳定性好等,而且还可以沿着光纤同时得到被测场在空间和时间上的延续分布信息[7]。
分布式光纤传感器的种类有很多,主要有基于瑞利散射的传感技术、基于拉曼散射的传感技术、基于布里渊效应的传感技术和基于光偏振特性的传感技术等。
2.分布式光纤传感技术的基本原理根据信号的性质,分布式光纤传感技术可以分为4类:分别是基于瑞利散射的传感技术、基于拉曼效应的传感技术、基于布里渊效应的传感技术和基于前向传输模耦合的传感技术,下面将对前3种技术进行介绍。
2.1基于瑞利效应的分布式光纤传感技术瑞利散射是入射光与介质中的微观粒子产生弹性碰撞所引起的,散射光的频率与入射光的频率相同。
光纤传感器综述之微纳光纤
E Asint
A-电场E的振幅矢量；ω-光波的振动频率；
φ-光相位；t-光的传播时间。
只要使光的强度、偏振态(矢量A的方向)、频率和相
位等参量之一随被测量状态的变化而变化，或受被测量
调制，那么，通过对光的强度调制、偏振调制、频率调
制或相位调制等进行解调，获得所需要的被测量的信息。
（ 1 ) 短周期光纤光栅 （FBG）
传输方向相反的模式之间发生耦合，属于反射型带通滤波器
光强
入射光谱 反射光谱
光强
透射光谱
光强
2. 长周期光纤光栅（LPFG）
纤芯基模和同向传输的各阶包层模之间的耦合，耦合到包层中后传输 一段距离后，由于散射转化为辐射膜衰减掉，而无后向反射，属于透射 型带阻滤波器。
通过在MNF中写入布拉格光纤光栅，利用MNF的倏逝波传输的 特性，进一步提高FBG的灵敏度。
MNF的应用
（1）M-Z干涉仪
（2）谐振器
MgF2衬底上的氧化硅微 纳光纤MZI的光学显徽镜 照片图中两根氧化硅镦纳 光纤的直径均约lum。
结型knot微环谐振器
圈形loop微环谐振器
双环并联型微环谐振器
光纤传感器之 微纳光纤
第一节 光纤传感器的综述 第二节 光纤光栅与光子晶体光纤的发展 第三节 微纳光纤
1
第一节 光纤传感的综述
光纤传感器(OFS Optical Fiber Sensor) 是20世纪 70年代中期发展起来的一种基于光导纤维的新型传感 器。
它是光纤和光通信技术迅速发展的产物，它与以 电为基础的传感器有本质区别。光纤传感器用光作为 敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质。
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文献综述报告
光纤传感器综述
姓名：姬应科
学院：理学院
专业：光学工程
年级：2015级
学号：S2
指导教师：刘双强
2017 年9月24日
光纤传感器综述
[摘要] 光纤传感器是一种有广泛应用前景的新型传感器。
本文对光纤传感器的原理、特点、分类和发展历程进行了详细综述，介绍了光纤温度传感器、光纤陀螺仪这两种典型光纤传感器的应用，指出了这类光纤传感器在应用过程中存在的问题，并提出光纤传感器今后的发展趋势, 为光纤传感器的深入研究提供了有益参考。
[关键词]：光纤传感器原理特点发展历程发展趋势
一、引言
传感器在当代科技领域及实际应用中占有十分重要的地位，各种类型的传感器早已广泛应用于各个学科领域。
近年来，传感器朝着灵敏、精巧、适应性强、智能化和网络化方向发展。
光纤传感技术是20世纪70年代末新兴的一项技术［1］，在全世界成了研究热门，已与光纤通信并驾齐驱。
光纤传感器作为传感器家族的一名新成员，由于其优越的性能而备受青睐，其具有体积小、质量轻、抗电磁干扰、防腐蚀、灵敏度高、测量带宽、检测电子设备与传感器可以间隔很远等优点，优良的性能使得光纤传感器具有广泛的应用前景。
本文从光纤传感器的基本原理及特点、光纤传感器的发展历程、光纤传感器的分类及应用原理、光纤传感器的应用及存在问题以及光纤传感器的发展趋势五大方面对光纤传感器进行介绍。
二、光纤传感器的基本原理及特点
光纤( Optical Fiber) 是光导纤维的简称，光纤的主要成份为二氧化硅，由折射较高的纤芯、折射率较低的包层及保护层组成。
纤芯为直径大约0.1 mm 左右的细玻璃丝，把光封闭在其中并沿轴向进行传播的导波结构。
光纤传感器的发现起源于探测光纤外部扰动的实践，在实践中，人们发现当光纤受到外界环境的变化时，会引起光纤内部传输光波参数的变化，而这些变化与外界因素成一定规律，由此发展出光纤传感技术。
2.1基本原理
图 1 是光纤传感器的原理结构图。
光纤传感器通常由光源、传输光纤、传感元件或调制区、光检测等部分组成。
众所周知，描述光波特征的参量很多，如光强、波长、振幅、相位、偏振态和模式分布等，这些参量在光纤传输中都可能会受外界影响而发生改变，特别如温度、压力、振动、弯曲以及化学量和生物化学量等对光路产生影响时，都会使这些参量发生相应变化。
光纤传感器就是利用这些参量随外界因素变化的关系来检测各相应物理量的大小[2]。
图1 光纤传感器原理结构
2.2 特点
与传统的传感器不同，光纤优良的物理化学、机械以及传输性能，使光纤传感器具有一系列独特的优点。
(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。
假设用10米的光纤，l℃的变化引起1000ard的相位变化，若能够检测出的最小相位变化为0.01ard，那么所能测出的最小温度变化为l0℃，可见其灵敏度之高。
(2)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，而光纤是电绝缘、耐腐蚀的传输媒质，同时安全可靠，因此光纤传感器可以方便有效地用于各种大型机电、石油化工、矿井等强电磁干扰和易燃易爆的恶劣环境中。
(3)测量速度快：光的传播速度快且能传送二维信息，因此可用于高速测量。
当信号的分析具有极高的检测速率要求时，应用电子学的方法往往难以实现，此时利用光衍射现象的高速频谱分析便可解决问题。
(4)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，且同一根光纤可以传输多路信号。
(5)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
它传感器无法适应的恶劣环境中。
此外，光纤传感器还具有质量轻、体积小、可绕曲、测量对象广泛、复用性好、成本低等特点。
三、光纤传感器的发展历程
1989年美国布朗大学的Mendez等人[3]首先提出了将光纤传感器用于钢筋混凝土结构和建筑检测的可能性之后，美国，加拿大，英国，德国，日本，瑞士等国纷纷将光纤传感技术应用于桥梁等建筑物的安全监测；加拿大的Beddington Trail大桥是最早使用光纤光栅传感器进行测量的桥梁之一，16个光纤光栅传感器贴在预应力混凝土支撑的钢增强杆和炭纤复合材料筋上，对桥梁结构进行长期监测[4]；近年来以加拿大渥太华大学和瑞士联邦工学院为代表的分布式布里渊光纤传感技术(BOTDA/BOTDR)成为研究的热点[5-6],已广泛应用于石油管道市政工程电力电线等安全在线监测。
90年代初我国开始了光纤传感技术的应用研究，清华大学，同济大学，重庆大学，哈尔滨工业大学，武汉理工大学等院校已对光纤光栅传感器应用于桥梁检测进行了大量研究，并进行了一些工程应用，取得了较好的效果，而且武汉理工大学在光纤光栅解调仪的研发上取得了很大成功[7-9]，其主要技术参数达到国际同类产品的水平；2003年6月同济大学主持的卢浦大桥健康检测项目中，采用了光纤光栅传感器用于检测大桥在各种情况下的应力应变和温度变化情况，该项成果还在东海大桥结构健康监测系统设计中得到了体现[10]；南京大学主要对布里渊光时域反射(BOTDR)技术的工程应用进行了大量的研究工作[11]，并在玄武湖隧道监测项目中取得了较好的效果；中国计量学院主要研发喇曼光时域反射ROTDR技术，目前产品已经在国内多家单位应用，其主要性能指标达到国际先进水平。
四、光纤传感器的分类及应用原理
4.1 分类
光纤传感器是利用光在光纤中传播特性的变化来检测它所受到的环境变化，通过被测物理量的变化来调制波导中的光波，使光纤中的光波参量随被测物理量的变化而改变，从而求得被测信号的大小。
根据调制区与光纤的关系，可将调制分为三大类。
一类为功能型调制，调制区位于光纤内，外界信号通过直接改变光纤的某些传输特征参量对光波实施调制，又称传感型光纤传感器，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，而且利用光纤在外界因素(弯。