光纤光栅传感器（Fiber Bragg Grating Sensor, FBG Sensor）的工作原理基于光纤光栅对特定波长光的选择性反射特性，通过测量反射波长（布拉格波长）的偏移量来感知外界物理量（如温度、应变、压力等）的变化。以下是详细过程：
核心原理：布拉格条件（Bragg Condition）
-
光栅结构：
在光纤纤芯内部，利用紫外激光干涉技术在光纤上刻写周期性折射率调制结构，形成光纤布拉格光栅（FBG）。其折射率沿光纤轴向呈周期性变化，周期长度为 Λ（光栅常数）。 -
选择性反射：
当一束宽带光通过FBG时，满足布拉格条件的光波长会被反射，其余波长透射。被反射的特征波长称为布拉格波长（λ_B），由公式决定：
λ_B = 2n·Λ
（n：纤芯有效折射率；Λ：光栅周期）。
传感机制：布拉格波长的偏移
当外界环境（温度、应力等）变化时，FBG的 n 或 Λ 会改变，导致反射波长λ_B偏移：
- 应变影响：
- 光纤被拉伸或压缩时，光栅周期Λ变化 → λ_B偏移。
- 压力、振动、位移等物理量通过改变光纤的形变转换为应变。
- 温度影响：
- 温度变化导致光纤热胀冷缩（Λ变化）及折射率温度效应（n变化）→ λ_B偏移。
测量过程
- 解调系统：
光源发出宽带光，经FBG反射后，反射光波长λ_B由光谱分析仪或解调仪检测。 - 数据分析：
通过精密测量λ_B的偏移量Δλ_B，结合标定系数，推算出外界物理量的变化值： Δλ_B = K_T·ΔT + K_ε·ε
（K_T: 温度灵敏度系数；K_ε: 应变灵敏度系数）。
优势特点
- 绝对测量：
直接检测波长偏移量，无需参考点，避免信号漂移。 - 抗干扰强：
光信号不受电磁干扰，适合复杂工业环境。 - 多路复用：
单根光纤可串联多个不同布拉格波长的FBG，实现多点分布式传感。 - 高精度：
波长分辨率可达皮米（pm）级，对应变/温度灵敏度高。
典型应用
- 结构健康监测：桥梁、大坝的应力、裂缝检测。
- 航空航天：飞机机翼、发动机的应变与温度监测。
- 能源领域：油田井下温度/压力传感、风力发电机叶片形变监测。
- 医疗设备：微创手术器械的力反馈与温度控制。
总结
光纤光栅传感器的本质是将物理量的变化转换为光栅反射波长的移动，通过高精度光谱分析实现非电信号的无源检测。其波长编码特性使其成为高性能、抗干扰、多参数传感的理想选择。
光纤光栅传感器的工作原理是什么？
光纤Bragg光栅(FBG)的UV激光侧面写入技术，使光纤光栅的制作技术实现了突破性进展。随着光纤光栅制造技术的不断完善，其应用的成果日益增多，从光纤通信、光纤传感到光计算和光信息处理的整个领域都将
刷机大师看风景
2019-10-15 06:09:27
光纤光栅定义及分类！光纤光栅传感器的工作原理
对于一定长度的均匀光纤Bragg光栅，其反射谱中主峰的两侧伴随有一系列的侧峰，一般称这些侧峰为光栅的边模。如将光栅应用于一些对边模的抑制比要求较高的器件如密集波分复用器，这些侧峰的存在是一个不良的因素，它严重影响器件的信道隔离度。
2019-04-16 14:44:47
光纤光栅传感器的测量、解调以及应用
光纤传感器。 光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量。本文介绍了光纤光栅传感系统的构成，分析了光纤光栅传感系统所用的3种不同的光源LED，LD和掺铒光源的性能，阐述了光纤光栅传感器的工作原理和各种不同的温度和应力的区分测量方法，描述
2022-12-06 14:46:58
【转帖】一文读懂光栅式传感器
对磁场的直接测量。此外，通过特定的技术，还可实现对应力和温度的分别测量和同时测量。通过在光栅上涂敷特定的功能材料（如压电材料），对电场等物理量的间接测量也能实现。1、啁啾光纤光栅传感器的工作原理上面介绍
Ameya360上海皇华
2018-12-17 13:51:15
光纤光栅传感器的分类_光纤光栅传感器的特点
光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种，该光纤传感器主要是基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格（Bragg）波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。下面我们就光纤光栅传感器的原理及应用等方面来向大家作介绍。
2020-02-23 06:03:00
光栅传感器的工作原理 光栅传感器的应用
光栅传感器是一种检测光信号的传感器，工作原理是基于光的干涉。它由光源、光栅和光接收器三部分组成。光源发射的光经过光栅后产生干涉条纹，再由光接收器接收，通过分析干涉条纹的形态变化来实现对光信号的检测
2024-02-18 13:33:45
光纤光栅传感器的优点
光纤光栅传感器（FiberGratingSensor）属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格（Bragg）波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。
2020-12-01 10:43:07
光纤光栅解调仪工作原理是什么
过。这种特性使得光纤光栅在传感、通信和光谱分析等领域有着广泛的应用。 光纤光栅解调仪的工作原理 光纤光栅的基本原理 光纤光栅是通过在光纤内部制造周期性的折射率变化来实现的，这种变化可以是永久性的，也可以是可逆的。 当光波在光纤中传播时，与光栅周期
2024-09-23 16:53:12
光纤光栅传感器：精准测量与监测的科技先锋
在科技日新月异的今天，光纤光栅传感器凭借其卓越的性能和广泛的应用前景，已成为精准测量与监测领域的重要力量。光纤光栅传感器，简单来说，是利用光纤中的光栅结构来感知外界环境变化的一种传感器。它融合了
2024-11-18 08:57:26
大规模光纤光栅传感器阵列飞秒激光全自动制备技术
本次现场发布的大规模光纤光栅传感器阵列样品总长10米，每个光纤光栅传感器长度仅为0.5毫米，光栅传感器间距10毫米，共计1000个光纤光栅（照片中光纤上每一个亮点就是一个光纤光栅传感器）。
2023-07-10 15:59:19
光纤传感器的工作原理、类型及安装要求
和使用需要遵循一定的规范和要求，以确保其性能和可靠性。 光纤传感器的工作原理 光纤传感器的工作原理是利用光纤作为传输介质，将光信号传输到传感器的一端，然后通过传感器对光信号进行调制或解调，再将调制后的光信号传输回
2024-08-23 10:06:23
常见的四种光纤光栅传感器应用
光纤光栅传感器有着精度高、灵敏度高、体积小、可曲绕、能埋入的特点，在传感领域迅速发展，已成为光纤传感领域最具代表性的传感器之一，各类利用光纤光栅制作的不同用途传感器也随机涌现。 光纤光栅本质上是光纤
2024-04-23 08:37:41
光栅传感器如何测量产品尺寸，光栅传感器的工作原理
首先我们得知道光栅传感器的工作原理： 光栅传感器由发光器和接收器组成，发光器发出的光直射到接收器。形成光幕系统首先一个发光器通道发出光脉冲而对应的接收器同时来寻找该脉冲，当找到后即完成一个通道的扫描
2022-01-26 22:29:12
光纤光栅传感系统的传感原理是什么？测量技术怎么区分？
，光纤光栅的制造技术不断完善，人们对光纤光栅在光传感方面的研究变得更为广泛和深入。光纤光栅传感器具有一般传感器抗电磁干扰、灵敏度高、尺寸小、重量轻、成本低，适于在高温、腐蚀性等环境中使用的优点外，还具有本
Noyeet
2019-11-07 07:26:31
采用双CPU的单片机实现光纤光栅传感器解调系统的设计
光纤光栅传感器的应用是一个方兴未艾的领域，有着非常广阔的发展前景。目前限制光纤光栅传感器大量实际应用的最主要障碍就是传感信号的解调。光纤光栅传感解调方法有许多，但是能够实际应用的解调产品并不多，而且
2020-04-29 07:55:00
什么是光纤光栅传感器？有哪些应用？
光纤Bragg光栅(FBG)的UV激光侧面写入技术，使光纤光栅的制作技术实现了突破性进展。随着光纤光栅制造技术的不断完善，其应用的成果日益增多，从光纤通信、光纤传感到光计算和光信息处理的整个领域都将
asgfafa
2019-09-25 08:27:51
光栅式传感器的工作原理，光栅式传感器的组成部分
光栅式传感器（optical grating transducer）指采用光栅叠栅条纹原理测量位移的传感器。光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线密度为 10～100线/毫米。
2023-07-23 09:35:31
基于CDMA技术的光纤光栅传感系统该怎么设计？
作为智能传感元件，光纤光栅传感器用于监测系统有着良好的效果。随着光纤光栅传感技术在大型桥梁、建筑结构、健康监测(SHM)等工程中的应用，越来越需要具有大容量、抗干扰性强，灵敏度高而成本较低的光纤光栅传感系统。使用复用技术是实现光纤光栅传感系统大容量的基本方法。
芯力波通
2019-10-22 07:17:06
光栅式传感器及其工作原理的介绍
光栅式传感器指采用光栅叠栅条纹原理测量位移的传感器。光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线密度为10～100线/毫米。由光栅形成的叠栅条纹具有光学放大作用和误差平均效应，因而能提高测量精度。
2020-12-26 00:18:01
基于光纤位移传感器的工作原理与仿真
摘要：本 文分析了一种商用白光干涉光纤位移传感器的结构和工作原理，并且在Matlab环境下对传感器和读数器的光信号处理过程进行了仿真，得到了传感器位移与读 数器中Fizeau干涉仪光强分布之间
7762642422d
2018-12-04 15:19:32
光栅传感器的原理说明
一般的对于光栅传感器来说，它是一种利用光栅叠栅的条纹原理，对其进行测量位置移动的传感器类型。相对于光栅的定义，我们具体的可以解释成在长条形光学玻璃上进行密集相同距离的平行刻线，具体的密度可以达到每毫米出现10到100个线。那么对于这类光栅传感器的工作原理到底是怎么样的呢？下面就让小编来为大家解释。
2020-02-23 05:24:00
光纤布拉格光栅FBS传感器的工作原理解析
从基本原理来看，光纤传感器会根据所测试的外部环境参数的变化来改变其传播的光波的一个或几个属性，比如强度、相位、偏振状态以及频率等。非固有型 （混合型） 光纤传感器仅仅将光纤作为光波在设备与传感元件之间的传输介质，而固有型光纤传感器则将光纤本身作为传感元件使用。
2019-09-23 15:13:17
光纤布拉格光栅传感器的工作原理解析
从基本原理来看，光纤传感器会根据所测试的外部环境参数的变化来改变其传播的光波的一个或几个属性，比如强度、相位、偏振状态以及频率等。非固有型 （混合型） 光纤传感器仅仅将光纤作为光波在设备与传感元件之间的传输介质，而固有型光纤传感器则将光纤本身作为传感元件使用。
2019-08-19 14:02:46
光纤布拉格光栅传感器的特点以及工作原理解析
从基本原理来看，光纤传感器会根据所测试的外部环境参数的变化来改变其传播的光波的一个或几个属性，比如强度、相位、偏振状态以及频率等。非固有型 （混合型） 光纤传感器仅仅将光纤作为光波在设备与传感元件之间的传输介质，而固有型光纤传感器则将光纤本身作为传感元件使用。
2019-08-26 08:49:26
光栅传感器的应用和选型指南
的工作原理。光栅传感器通常由一个发光器、一个光栅和一个接收器组成。发光器发出光线，光线经过光栅后被接收器接收。光栅是一种具有周期性结构的光学元件，通常采用线状或网格状排列的小孔或槽。当被测量物体在光栅上移动时，它会
2024-03-07 17:14:52
光纤传感器工作原理/特性/设置方法/应用
光纤传感器是这种将被测另一半的情况变化为能测的光信号的控制器。光纤传感器的工作原理是将灯源入射的光线经过光纤线送进调制器，在调制器内与外部被测主要参数的相互作用力，使光的电子光学特性如光的抗压强度
2020-12-28 10:00:54
光纤传感器的主要特点
伴随着光导纤维和光纤通信技术发展而出现的光纤传感器,其传感灵敏度要比传统传感器高许多倍，而且它可以在高电压、大噪声、高温、强腐蚀性等很多特殊环境下正常工作，还可以与光纤遥感、遥测技术配合，形成光纤
cs110
2019-07-15 07:12:33
光纤位移传感器的工作原理是什么？有什么用途？
光纤传感器与传统的各类传感器相比有一系列独特的优点，如灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好、防爆、光路有可挠曲性、结构简单、体积小和重量轻等。所以，光纤传感器已经成为机载光学传感器的必然发展趋势。
h1654155602.2328
2019-10-21 08:01:16
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