目前,光纤传感器的热点是光纤光栅传感器。这种传感器利用光纤光栅作敏感元件。光纤光栅是利用掺杂光纤的光敏特性,使光纤折射率沿轴向周期或非周期变化。光纤光栅的作用可等效为纤芯内形成一个窄带的滤光器或发射镜。光纤光栅种类很多,折射率轴向周期均匀变化的光栅称为光纤布拉格光栅。
光电开关的光纤光栅反射中心波长或透射中心波长,跟介质折射率有关、在温度、应变、压强、磁场等一些参数变化时,中心波长也会随之变化。通过光谱分析仪检测反射或透射中心波长的变化,就可以间接检测外界环境参数的变化。也就是说,当光纤光栅所处环境的温度、应力、应变或其他物理量发生变化时,光栅的周期或纤芯折射率将发生变化,从而使反射光的波长发生变化,通过测量方法物理量变化前后反射光波长的变化,就可以获得待测物理量的变化情况。
如利用磁场诱导的左右旋极化波的折射率变化不同,可实现对磁场的直接测量。此外,通过特定的技术,可实现对应力和温度的分别测量,也可同时测量。通过在光栅上涂敷特定的功能材料,还可实现对电场等物理量的间接测量。这是短周期光纤光栅工作的简单原理。 |