光纤传感器是什么

光纤传感器是什么

最早的光纤外观用于传输光。在20世纪70年代早期生产低损耗光纤之后，光纤被用于信息的长距离传输，这是光纤通信的基石。可以毫不夸张地说，纤维也是现代信息。社会的基石。由于光纤不仅可以用作光波的传输介质，而且光纤中波传播的特征参数（振幅、相位、极化状态、波长等）也会受到外部因素的影响（如温度、压力、应变、振动、声音、磁场、折射率、失真、等）间接或直接变化。通过分析这些变化，可以获得外部动作的一些性质，使得光纤可以用作光纤传感器元件来检测、化学量和生物量的各种物理量，这是光纤传感器的基本原理。

自1966年以来，中国科学家高伟首先提出利用玻璃纤维传输光学信息，为光纤通信和光纤传感技术奠定理论基础。光纤制造工艺得到了很大的发展，并已广泛应用于光通信等领域。同时，人们逐渐意识到物理量可以通过利用光纤的许多特性来测量：一旦光纤传感器出现在20世纪70年代中期，它就受到各国相关研究部门的高度重视。

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，另一类是传感型（功能型）传感器。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。在传感型光纤传感器中光纤兼有对被测信号的敏感及光信号的传输作用，将信号的“感”和“传”合而为一，因此这类传感器中光纤是连续的。

由于这两种传感器中光纤所起的作用不同，对光纤的要求也不同。在传光型传感器中光纤只起传光的作用，采用通信光纤甚至普通的多模光纤就能满足要求，而敏感元件可以很灵活地选用优质的材料来实现，因此这类传感器的灵敏度可以做得很高，但需要较多的光耦合器件，结构较复杂;传感型光纤传感器的结构相对来说比较简单，可少用一些耦合器件，但对光纤的要求较高，往往需采用对被测信号敏感、传输特性又好的特殊光纤。