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光 通 信
种光纤通信只能应用到短距离的计算机局域网中、船舶内通信 光纤光栅传感器由于其独特的优势，在很多的测量场合比
等。 较实用。随着科技的发展，对光纤光栅的应用研究主要体现在
以下几个方面：（1）能够同时感应温度和应变相结合的传感器
三、光纤传感技术的研究进展 研究，并且使该种传感器具有较高的灵敏度和分辨率；（2）开
1.光纤光栅传感器 发成本低、小型化并且可靠度和灵敏度较高的探测系统；（3）
光纤光栅传感器是近几年光纤技术内研究的热点之一。光 对实际生产以及工程应用中对封装技术、传感器网络技术以及
纤光栅传感器可以对温度、外界的应变量进行实地的测量。同 温度补偿技术的的研究要进一步完善与研究。随着科技的发展
时光栅传感器由于具有抗腐蚀的效果，所以贴在结构的外面或 以及计算机应用技术的成熟，光纤光栅传感技术已经向成熟阶
则预埋在结构中，同时能够对结构进行健康监测、冲击性能进 段靠拢，部分已经商业化。但是光纤光栅传感技术在功能和性
行监测、形状控制进行检测等，还能够检测结构是否出现缺陷 能方面需要有很大的提高。
的状况等。现在研究出的光线光纤光栅应变计具有精度高、灵 2.阵列复用传感系统
活性高、安装方便、可靠性高等优点，成功应用在很多实际的 阵列复用传感系统即采用复用、空分复用、时分复用等一
工程案列中。 些方式进行传输，将单点光纤传感器阵列化，这样来实现在三
光纤中心的反射波长可以表示为：γ g =2n e A。 维空间多点分时或则同时传输信号。在现在的实际生活中，应
其中，n e 为光栅区的有效折射率；A表示光纤光栅的运行周 用最为广泛的光纤阵列复用传感器系统是光纤光栅阵列传感器
期。n e 和A均受到外界的温度、压力等外界因素的影响，导致光 和基于干涉结构的阵列光纤传感器系统。
纤光栅的反射波长发生一定的移动。在实际工程研究中，通过
图3 采用WDM/TDM的FBG 阵列的拓扑结构
测量光纤光栅的反射波长移动的差值，便可以被测量。图1展示
了光纤光栅工作的基本原理图。
图1 光纤工作原理图
FBG传感器是分布式结构，具有灵敏度高的特性，一根光纤
内可以实现多点测量。见图2所示，从该图中可以看出该种传感
图3展现的是采用WDM/TDM的FBG阵列的拓扑结构示意图。
器满足“智能结构”传感器的要求，可以对实际的大型器件及
FBG型的阵列系统具有适用于各种复用技术，在应力多点采集的
工程进行安全检测；也可以在化工生产中替代其他类型的化工
分布式系统中，能够同时完成对温度以及应力的数据采集及测
生产传感器。由于该光纤光栅传感器对温度与应力交叉传感的
量，应用前景十分广阔。但是FBG型的阵列系统也具有在检测信
灵敏度相对于单一的灵敏度要低，所以在实际的应用过程中，
号时对微信号的检测设备的灵敏度要求比较高，对信号采集扫
应用受到很大的限制。
描的周期比较长，解调的成本比较高等缺点。因此在在检测实
图2 单根光纤实现多点测量 用性要求不是很高的静态或缓变物理量的检测系统中要求比较
高，比如在实际的桥梁以及隧道的安全检测系统中，列车的智
能定位系统检测中应用比较广泛。由于干涉型光纤阵列系统具
有灵敏度较高的优点，在海水中的水声传感器测量应用比较广
泛，但是也要面临的问题是因相位随机漂移从而导致信号衰弱
等一系列问题。此外，在现代科技领域中，还出现了基于光纤
传感阵列的触觉传感器、粒子探测器等，在医学、核物理方面
应用比较广泛。
阵列化传感器能够实现大范围、长距离的多点传感器的优
点，是今后大规模光纤传感器的一个发展方向。在以后的光纤
传感器的发展历程中，主要发展综合复用方式的应用，例如：
相干FBG组结构，这种结构发展后将会大大提高性能、损耗低的
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