光纖傳感器是什么

最早的光纖外觀用于傳輸光。在20世紀(jì)70年代早期生產(chǎn)低損耗光纖之后，光纖被用于信息的長距離傳輸，這是光纖通信的基石。可以毫不夸張地說，纖維也是現(xiàn)代信息。社會(huì)的基石。由于光纖不僅可以用作光波的傳輸介質(zhì)，而且光纖中波傳播的特征參數(shù)（振幅、相位、極化狀態(tài)、波長等）也會(huì)受到外部因素的影響（如溫度、壓力、應(yīng)變、振動(dòng)、聲音、磁場、折射率、失真、等）間接或直接變化。通過分析這些變化，可以獲得外部動(dòng)作的一些性質(zhì)，使得光纖可以用作光纖傳感器元件來檢測、化學(xué)量和生物量的各種物理量，這是光纖傳感器的基本原理。

自1966年以來，中國科學(xué)家高偉首先提出利用玻璃纖維傳輸光學(xué)信息，為光纖通信和光纖傳感技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。光纖制造工藝得到了很大的發(fā)展，并已廣泛應(yīng)用于光通信等領(lǐng)域。同時(shí)，人們逐漸意識(shí)到物理量可以通過利用光纖的許多特性來測量：一旦光纖傳感器出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代中期，它就受到各國相關(guān)研究部門的高度重視。

光纖傳感器由光源、入射光纖、出射光纖、光調(diào)制器、光探測器以及解調(diào)制器組成。其基本原理是將光源的光經(jīng)入射光纖送人調(diào)制區(qū)，光在調(diào)制區(qū)內(nèi)與外界被測參數(shù)相互作用，使光的光學(xué)性質(zhì)（如強(qiáng)度、波長、頻率、相位、偏正態(tài)等）發(fā)生變化而成為被調(diào)制的信號(hào)光，再經(jīng)出射光纖送入光探測器、解調(diào)器而獲得被測參數(shù)。

光纖傳感器按傳感原理可分為兩類：一類是傳光型（非功能型）傳感器，另一類是傳感型（功能型）傳感器。在傳光型光纖傳感器中，光纖僅作為光的傳輸媒質(zhì)，對(duì)被測信號(hào)的感覺是靠其它敏感元件來完成的，這種傳感器中出射光纖和入射光纖是不連續(xù)的，兩者之間的調(diào)制器是光譜變化的敏感元件或其它性質(zhì)的敏感元件。在傳感型光纖傳感器中光纖兼有對(duì)被測信號(hào)的敏感及光信號(hào)的傳輸作用，將信號(hào)的“感”和“傳”合而為一，因此這類傳感器中光纖是連續(xù)的。

由于這兩種傳感器中光纖所起的作用不同，對(duì)光纖的要求也不同。在傳光型傳感器中光纖只起傳光的作用，采用通信光纖甚至普通的多模光纖就能滿足要求，而敏感元件可以很靈活地選用優(yōu)質(zhì)的材料來實(shí)現(xiàn)，因此這類傳感器的靈敏度可以做得很高，但需要較多的光耦合器件，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜;傳感型光纖傳感器的結(jié)構(gòu)相對(duì)來說比較簡單，可少用一些耦合器件，但對(duì)光纖的要求較高，往往需采用對(duì)被測信號(hào)敏感、傳輸特性又好的特殊光纖。