分布式光纤传感技术

光纤光栅传感器是一种常用的光学传感器件，分布式光纤光栅就属于准分布式光纤传感器件中的一种。选题方向合理。请尽快确定课题完成方式，明确研究内容，尽快开展课题调研论证工作。75

分布式光纤光栅传感技术

光纤传感技术是一种以光纤为媒介，光为载体，感知和传输外界信号（被测量）的新型传感技术，是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而逐步形成的。在光通信系统中，光纤被用作远距离传输光波信号的媒质，在这类应用中，光纤传输的光信号受外界因素的影响越小越好，但是，在实际的光传输过程中，光纤容易受到外界环境因素的影响，如温度、压力、应变等外界条件的变化将引起光纤中传输光波的特征参数如频率、相位、光强、偏振态等的变化，通过测量这些参数的变化，就可以得到外界作用于光纤的物理量，这就是光纤传感技术。光纤传感技术的基本原理是：将光源的光入射进光纤，当光在光纤中传输的过程中受到外界物理量影响，使得被测参数与光纤内传输的光相互作用，进行调制，从而使其光学性质如光的频率、波长(颜色)、强度、相位、偏振态等发生变化成为被调制的信号光，然后将这一调制的信号光送入光探测器中进行解调，经信号处理后就可获得被测参数。

光纤传感器与传统传感器相比具有许多明显优势：

1）体积小、重量轻，几何形状具有多方面的适应性，可以做成任意形状的传感器和传感器阵列。

2）抗电磁干扰能力强、耐高温、耐腐蚀，在易燃、易爆环境下安全可靠。

3）光纤传感器件多是无源器件，对被测对象影响较小。

4）便于复用，便于成网。它既可以作为信息的传递媒介，又可以作为信号测量的传感装置。

5）光纤传感器传输频带宽，动态范围大，测量距离长。

光纤传感器的种类很多，按照其工作方式可分为：点式、准分布式和分布式三类。其中，准分布式光纤传感器是使用传感网络系统进行测量的，其光纤不作为传感元件，只作为传输元件，其敏感元件为多个点式的传感器，它们采用串联或各种网络结构形式连接起来，利用波分复用、时分复用或频分复用等技术形成分布式网络系统，进而可以较精确地分时或同时得到被测量信息的空间分布，也可同时得到某一点或某些空间点上不同被测量的分布信息。

光纤光栅传感器除了具有一般光纤传感器耐高温、耐腐蚀等优点之外，还具有波长编码，抗干扰能力强等特性。另外，它较易于在一根光纤中连续写入多个光栅，以制成分布式光纤光栅传感，制得的光栅阵列轻巧柔软，可与渡分复用或时分复用技术等相结合，且十分适于作为分布式传感兀件贴于结构表面或埋人到材料和结构的内部，以实现对结构应变、温度以及压力等的多点监测，这对于目

前国际上热点研究的灵巧结构、智能材料具有十分重要的意义。

分布式光纤光栅就属于准分布式光纤传感器件中的一种。新一代光纤技术光纤光栅将可能在光纤技术以及众多相关领域中引起一场新的技术革命。1978年加拿大的奥它瓦通信中心的Ken Hill及其他科研人员首次发现掺锗石英光纤紫外光敏特性——光诱导产生Bragg光栅效应。十余年后，在1989年Gery Meltz 又发展了紫外光侧面写入光敏光栅技术。近年来，对光纤光栅紫外光照射生长动力学、光学特性和成栅技术的研究都取得了重大进展。随着光纤光栅技术的不断成熟和商用化，专家们预言，从光纤通信、光纤传感到光计算机和光信息处理的整个光纤领域将发生一次革命性飞跃。

参考文献

[1] 赵晓华.分布式光纤光栅传感系统的研究[D].西安理工大学,2008.

[2] 彭蓓,孟丽君.分布式光纤光栅传感的研究与发展[J].软件导刊,2012,11(6):6-8.

[3] 赵晓华.分布式光纤光栅传感系统的研究[D].西安理工大学,2008.

[4] 刘波.光纤光栅传感系统的研究与实现[D].南开大学,2004.

[5] 孙丽.光纤光栅传感技术与工程应用研究[D].大连理工大学,2006