光纤光栅传感系统发展趋势浅析

　　前言：自1978年，加拿大的Hill等人在掺锗石英光纤中发现光敏现象并采用驻波法制造出世界上根光纤光栅和1989年美国的Melt等人实现了光纤Bragg光栅（FBG）的UV激光侧面写入技术以来，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。随着科技的发展，光纤光栅传感系统有怎样的市场趋势？
　　
　　光纤光栅传感系统的发展趋势
　　
　　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，还具有本征自相干能力强和在一根光纤上利用复用技术实现多点复用、多参量分布式区分测量的独特优势。为了适应未来光纤光栅传感系统网络化、大范围、准分布式测量。许多研究者正在光纤光栅传感系统的各方面进行不断的研究，使系统得到优化。光纤光栅传感系统的优化主要从三方面考虑，即，光源、光纤光栅传感器及信号解调。对于传感系统的优化，主要是根据传感器的数目、传感器的灵敏度和解调系统的分辨力，根据实际的测量需要，配置不同的光源、传感器和解调系统，使得成本低、测量误差小、测量精度高。针对未来光纤光栅传感系统网络化的要求，应使用稳定性好、宽带、高输出功率的光源。掺铒、掺钕、掺镱等离子的光源是今后发展的重点。光纤光栅传感器既能实现单参量的测量，又能实现多参量的测量。当单参量测量时，应提高传感器的灵敏度和测试精度。在实际应用中，要注意传感器的灵敏度和量程之间的折中。灵敏度高了，量程自然小了。这是因为光纤光栅的应变有一个极限值，超过这个极限值光栅就会被破坏。为实现准分布式测量，传感器复用数目较多，在布置传感器时，有时一个点要布置灵敏度不同的多个传感器，以实现温度和压力的大范围测量。由于传感量主要是微小波长偏移为载体，所以，一个实用的信号解调方案必须具有极高的波长分辨力。其次，要解决动态与静态信号的检测问题，尤其是二者的结合性检测已成为光栅传感实用解调技术中的难点。光纤光栅传感系统应用大的优势在于很好地进行传感器的复用实现分布式传感，如，美国的MicronOptics公司，新推出的FBGSLI采用可调激光扫描方法，利用时分技术，可以同时对四路光纤多达256个Bragg光栅进行查询。因此，未来的光纤光栅传感系统将能满足单点高精度的实时测量，又能适应网络化的准分布式的多点、多参量的测试要求，在未来的传感领域发挥更大的作用。
　　
　　结束语
　　
　　随着对光纤光栅传感系统的深入研究，其研究的重点：

　　一是对传感器能同时感测应变和温度变化的研究；

　　二是对信号解调系统的研究；

　　三是对光纤光栅传感器的封装技术、温度补偿技术、光源稳定性、传感系统网络化等实际应用研究。特别是随着全光网络的发展，光纤光栅传感系统可以应用成熟的波分复用、时分复用和空分复用技术，以实现准分布式光纤传感，复用数目多、测量精度高、灵敏度高的光纤光栅系统网将会在生产领域中有更广泛的应用。