如文档对您有帮助，欢迎下载支持，谢谢！
光纤光栅传感器原理及应用
（武汉理工大学）
1光纤光栅传感原理
光反射纤光光谱栅就是利用紫外光曝光技术，在光纤中产生折射率的周期分布，这种
光纤内部折射率分布的周期性结构包层就是光纤光栅。光纤布喇格光栅（FiberBragggrati
g，反FB射G光）在目前的应用和研究中光最栅为广泛。光纤纤布芯喇格光栅，投周射期光01微
米数量级。FBG是通入射过光改变光纤芯区折射率，周期的折射率扰动仅会对很窄的一
小段光谱产生影响，因此，如果宽带光波在光栅中传输时，入射光将在相应的波
长上被反射回来，其余的透射光则不受影响，这样光纤光栅就起到了波长选择的
入射光谱
投射光谱
作用，如图1。
光栅周期
图1FBG结构及其波长选择原理图在外力作用下，光弹效应导致折射率变化，形变则使光栅常数发生变化；温度变化时，热光效应导致折射率变化，而热膨胀系数则使光栅常数发生变化。（1）光纤光栅应变传感原理光纤光栅反射光中心波长的变化反映了外界被测信号的变化情况，在外力作用下，光弹效应导致光纤光栅折射率变化，形变则使光栅栅格发生变化，同时弹光效应还使得介质折射率发生改变，光纤光栅波长为1300
m，则每个με将导致101pm的波长改变量。（2）光纤光栅温度传感原理光温度变化时，热光效应导致光纤光栅折射率变化，而热膨胀系数则使光栅栅格发生变化。光纤光栅中心波长为1300
m，当温度变化1摄氏度时，波长改变量为91pm。
2光纤光栅传感器特点
利用光敏元件或材料，将被测参量转换为相应光信号的新一代传感技术，最大特点就是一根光纤上能够刻多个光纤光栅，如图2所示。
光纤光栅传感器可测物理量：温度、应力应变、压力、流量、位移等。
f如文档对您有帮助，欢迎下载支持，谢谢！
宽带光源光纤FP腔
Σ
－
被测参量
测点1
光强
测点2
测点3
λ1
λ2
λ3
测点
光源波长带宽
λ
波长
测点1
测点2
测点3
图2光纤光栅传感器分布式测量原理
测点

光纤光栅的特点：
本质安全，抗电磁干扰
一纤多点（2030个点），动态多场：分布式、组网测量、远程监测
尺寸小、重量轻；
寿命长寿命20年以上
3目前我校已经开展的工作（部分）
31基于光纤光栅传感的旋转传动机械动态实时在线监测技术与系统
利用光纤光栅传感技术的特性，实现转子运行状态的非接触直接测量。
非
光纤光栅传感器
接
触
光纤
光传
输
解调器光纤
旋转部分旋转装备
固定部分
分析诊断系统
图3光纤光栅非接触测量r