利用硅光纖的紫外光敏性寫入光纖芯��(nèi)，從而在光纖上形成周期性的光柵，故稱為光纖光柵。光纖光柵傳感器屬于光纖傳感器的一��，基于光纖光柵的傳感過程是通過外界物理參量對光纖布拉格波長的調(diào)制來獲取傳感信息，是一種波長調(diào)制型光纖傳感����

（圖源網(wǎng)��(luò)，侵刪）

��(dāng)今光纖光柵傳感網(wǎng)��(luò)是集信號傳感和傳輸雙重作用于一體的��(wǎng)��(luò)��(jié)��(gòu)形式，多個傳感器需要按照一定的��(wǎng)��(luò)��?fù)浣Y(jié)��(gòu)組合在一起，并通過同一個光電終端來控制和協(xié)��(diào)工作，從而實��(xiàn)多個傳感信號的探測、識別和解調(diào)的功��。在此以光纖布拉格光柵傳感器及其��(wǎng)��(luò)技��(shù)為典例作說明��

��(yīng)用光纖布拉格光柵傳感器對與溫度和��(yīng)變相��(guān)的物理量進行測量是目前監(jiān)控領(lǐng)域中先進的傳感技��(shù)之一��

目前，在��(jié)��(gòu)變形和溫度監(jiān)測中，普遍采用周��

光纖布拉格光柵傳感器的結(jié)��(gòu)是利用紫外激光在光纖纖芯上刻寫一段光��，當(dāng)光源��(fā)出的連續(xù)寬帶光Li通過傳輸光纖射入��，在光柵處有選擇的反射回一個窄帶光Lr，其余寬帶光Lt繼續(xù)透射過去，在下一個具有不同中心波長的光柵處進行反射，多個光柵陣列形成光纖布拉格光柵(FBG)傳感��(wǎng)��(luò)。各FBG反射光的中心波長����=2n，式��，n為纖芯的有效折射��;為纖芯折射率的調(diào)制周期��

作用在FBG傳感器結(jié)��(gòu)上有入射光譜與反射光譜及透射光譜��3種光��。而反射回來的窄帶光的中心波長隨著作用于光纖光柵的溫度和應(yīng)變成線性變��，中心波長的變化量為��

對于光纖光柵反射中心波長(短周期光纖光��)或透射中心波長(對長周期光纖光柵)與介��(zhì)折射率有��(guān)，在溫度、應(yīng)��、壓��、磁場等一些參��(shù)變化時，中心波長也會隨之變化。通過光譜分析儀檢測反射或透射中心波長的變��，就可以間接檢測外界��(huán)境參��(shù)的變化，即其變化量與��(yīng)變量及溫度變化相��(guān)��

基于FBG傳感��(wǎng)��(luò)的分析儀可根��(jù)=2n，可以在反射光中尋址到每一個光柵傳感器。根��(jù)變化量并利用參考光信息可以解調(diào)出被測量的溫度和��(yīng)變��。將FBG附著于材料性能和幾何尺寸確定的機械��(jié)��(gòu)上還可以制造基于應(yīng)變的力傳感器、位移傳感器和振動傳感器����

采用FBG作為溫度和應(yīng)變測量的敏感元件最顯而易見的��(yōu)勢就是實��(xiàn)全光測量，監(jiān)測現(xiàn)場可以沒有電氣設(shè)��，不受電磁干擾。另一個最主要的優(yōu)勢是被測量用波長這種絕對量編��，不易受外部因素干擾，因而穩(wěn)定性和可靠性極��。FBG傳感器可以經(jīng)受幾十萬次循��(huán)��(yīng)變而不劣化，測量應(yīng)變可以精確到 。同時由于單路光纖上可以制作上百個光柵傳感器，特別適合組建大范圍測試��(wǎng)��(luò)，實��(xiàn)分布式測����

則光纖光柵傳感網(wǎng)��(luò)是集信號傳感和傳輸雙重作用于一體的��(wǎng)��(luò)��(jié)��(gòu)形式，多個傳感器需要按照一定的��(wǎng)��(luò)��?fù)浣Y(jié)��(gòu)組合在一��，并通過同一個光電終端來控制和協(xié)��(diào)工作，從而實��(xiàn)多個傳感信號的探測、識別和解調(diào)的功����

基于FBG傳感��(wǎng)��(luò)的分析儀的基本架��(gòu)

通常用于信號解調(diào)的光��、可��(diào)諧腔、探測器和信號處理與控制模塊以及其它的相��(guān)光路元件通常集成在一個設(shè)備里，稱做光纖光柵傳感網(wǎng)��(luò)分析儀。而FBG傳感器將被測量的物理量轉(zhuǎn)換為波長信號，其FBG傳感��(wǎng)��(luò)分析儀將波長轉(zhuǎn)��?yōu)楸粶y量的物理量。光源為寬譜光源(ASE)且有足夠大的功率，以保證光柵反射信號良好的信噪比。一般選用側(cè)面發(fā)光二極管ELED的原因是其耦合進單模光纖的光功率至少為50-100W。此光源��(jīng)光轉(zhuǎn)換開��(guān)接通標(biāo)��(zhǔn)波長信號和FBG傳感��。FBG傳感器反射回的光��(jīng)��3dB耦合器引入到可調(diào)諧腔��，濾波后再由光探測器��(zhuǎn)換為電信��，接入A/D��(zhuǎn)換器，信號被模數(shù)��(zhuǎn)換后由信號處理進行分析處理得到溫度或應(yīng)力被測量等物理量��

其中可調(diào)諧腔作用是能直接將波長信號轉(zhuǎn)換為電信號，它是FBG波長解調(diào)的關(guān)鍵部��，可��(diào)諧腔體積小、價格低、靈敏度��、光能利用率��，是一種很有工程實用價值的方法。壓電換能器在外加電動勢的作用下可產(chǎn)生形��，給壓電換能器施加一個掃描電壓使其產(chǎn)生伸��，驅(qū)動可��(diào)諧腔長變��，從而使可調(diào)諧腔的透射波長隨之��(fā)生改��。若入射光波長與可調(diào)諧腔的透射波長重合，則探測器能探測到最大光����

從寬譜光源出射的光經(jīng)由光��(zhuǎn)換開��(guān)與光耦合器后分別到達相應(yīng)通道的光纖光柵傳感器陣列。由于光纖光柵是以波長編碼的方式實現(xiàn)傳感測量，因此在傳感��(wǎng)��(luò)中可以采用光開關(guān)切換各個通道，互相并無串?dāng)_。各個通道可以采用相同波長的光纖光柵傳感器陣列，從而有效的利用了頻帶資��。各傳感器反射回來的波長信號��(jīng)過耦合器和可調(diào)諧腔后被光電探測器接收。當(dāng)傳感器陣列中某個傳感器所處的��(huán)��(如溫度場、應(yīng)變場��)��(fā)生改變時，該傳感器的中心波長就會��(fā)生漂��(一般為線性變��);這種波長的微小漂移被探測、采樣又將模擬量送到A/D��(zhuǎn)換并進入信號處理模塊進行計算分析，從而得到傳感器的相��(guān)溫度或應(yīng)力等參量的測量結(jié)����