1．目的及意义

光纤光栅是近年来国内外着力研究、探索其机理并扩展其应用的一种新型的全光纤无源器件，光纤布喇格光栅（ fiber bragg bating, FBG)传感器是用FBG做敏感元件的功能型光纤传感器，可用于直接传感温度和应变以及间接测量其他物理量和化学量。由于它具有重量轻、耐腐蚀、抗电磁干扰、探头尺寸小、易与光纤祸合、易于构成传感网络等其它传感器无法比拟的优点，使得光纤布喇格光栅传感器及其系统近年来在各个领域得到广泛应用。

光纤光栅主要分为光纤布喇格光栅仁Fiber Bragg Grating)、惆啾光栅、长周期光栅等。1978年加拿大通信研究中心的K. 0. Hill等人首次观察掺锗光纤的光敏性并采用驻波干涉法制成了世界上第一个光纤光栅，但由于这种方法写入效率低，并且光栅周期完全取决于入射光的波长，因此并未引起人们的广泛关注。光纤光栅的研究度过了相对沉寂的十年，直到1989年，美国东哈特福德联合技术研究中心的G. Meltz等人用244nm紫外光双光束全息曝光法成功地制成了光纤光栅，克服了驻波干涉法的缺点，从而在世界范围内掀起了光纤光栅的研究高潮。此后不久又出现了更加有效的相位掩模复制法，和准分子激光单脉冲在线写入法。光纤光栅制作方法的成熟极大地推动了光纤光栅应用技术的发展，使得光纤光栅成为目前最有发展前途、最具代表性的光纤无源器件之一。

当前，世界上光纤传感领域的发展可分为两大方向:原理性研究与应用开发。随着光纤技术的日趋成熟，对光纤传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。由于光纤传感技术并未如光纤通信技术那样迅速地获得产业化，许多关键技术仍然停留在实验室样机阶段，距商业化有一定的距离，因此光纤传感技术的原理性研究仍处于相当重要的位置。由于很多光纤传感器的开发是以取代当前已相当成熟、可靠性和成本已得到公认并已经被广泛采用的传统机电传感系统为目的，所以尽管这些光纤传感器具有如电磁绝缘、高灵敏度、

易复用等诸多优势，其市场渗透所面临的困难和挑战是可想而知的。而那些具有前所未有全新功能的光纤传感器则在竞争中占有明显优势，FBG和其它的光栅类传感器就是一个最好的例证。当前的原理性研究热点集中于光纤光栅（FBG和LPG)型传感器和分布式光纤传感系统两大板块。

FBG型光纤传感器自发明之日起，已走过了原理性研究和实验论证的百家争鸣阶段。目前成熟的FBG制作工艺已可形成小批量生产能力，而研究的焦点也转向解决高精度应用，完善解调和复用技术，以及降低成本等几个方向上。另一方面，由于光纤传感器具有将传输与传感媒质合而为一的特性，使得沿布设路径上的光纤可全部成为敏感元件，因此，分布式传感成为光纤传感器与生俱来的优点。

光纤光栅是利用光纤中的光敏性（也称为光致折射率变化效应)制成的，光纤光栅的写入方法有很多种，主要有纵向驻波写入法、逐点写入法、横向干涉法、相位掩模法，后两种近年来使用较多。光纤光栅传感器，尤其是光纤Bragg光栅传感器，是近几年国内外在光纤传感器领域的研究热点。它的反射信号的波长会受施于其上的温度和应变的影响而发生变化，这种反射波长的变化称之为波长位移。利用光纤光栅的温度和应变两种效应，即采用光纤光栅做敏感元件，可以检测许多物理量，光纤光栅在传感技术中应用前景十分广泛，尤其是利用光纤应变敏感性间接测量物理量方面大有发展潜力。

目前，对光纤光栅传感器的研究方向主要有三个方面:一是对具有高灵敏度、高分辨率，且能同时感测应变和温度变化的传感器研究;二是对光栅反射信号或投射信号分析和测试系统的研究，目标是开发成本低、小型化、可靠且灵敏的探测技术;三是光纤光栅传感器的实际应用研究，包括封装技术，温度补偿技术，传感器网络技术。常见的光纤光栅传感器有:基本光栅传感器，长周期光栅传感器，Bragg光栅传感器和多轴温度和应变光栅传感器。

目前，我国的光纤传感器研究大多数集中于大专院校和科研单位，其中，比较成熟的技术包括:清华大学光纤传感中心与总后合作研制开发的光纤油罐液位与温度测量系统，已经安装运行数年;北京航空航天大学与总装合作研制的光纤陀螺系统，目前指标为0. 2/hr;中国计量学院研制的分布式光纤传感系统，已有产品报道;华中理工大学与广东某公司联合研制的强电压、大电流传感系统。此外，在广东、深圳等地，还建立了许多光纤无源器件生产厂家。

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2. 研究的基本内容与方案

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主要研究内容及目标如下：

（1）了解传感器所需要的静态与动态测量参数；

（2）对不同的参数提出测量方案；