最近几年。随着光纤通信技术的发展,朝着超高速,大容量的通信系统,逐步过渡到全光网络。
在光通信的快速发展的推动下,光纤光栅已成为增长最快的无光纤设备之一。光纤在紫外光照射下使用纤芯的光敏性。
光纤的折射率将随光强度的空间分布而相应地改变。因此,在光纤的轴向上形成周期性折射率波动,光纤是光纤光栅。
由于光纤光栅具有灵敏度高,损耗低,制作容易,性能稳定可靠,与系统和其他光纤设备连接方便,因此广泛应用于光通信和光纤传感。为此。
基于光纤布拉格光栅,长周期光纤光栅和其他光纤光栅的原理,综述了光纤布拉格光栅在温度和应变同时测量技术中的应用。当作用在光纤光栅上的测量物理量(如温度,应力等)发生变化时,会引起n和A的相应变化,从而引起λB的漂移;相反,通过检测λB的漂移。
还可以知道关于测量的物理量的信息。布拉格光纤光栅传感器专注于温度和应力的准分布测量。
通过利用由磁场引起的左和右球形极化波的折射率变化的差异,可以实现磁场的直接测量。可以通过在光栅上施加特定的功能材料(例如压电材料)来实现诸如电场的物理量的间接测量。
目前,除了光纤光栅型传感器的原理研究外,分布式光纤传感系统也是一个重要的研究热点。分布式FBG传感系统是一系列连接在单根光纤中的多个FBG传感器。
每个光栅的工作波长彼此分开。在通过3dB耦合器取出反射之后,波长检测解调系统用于同时施加多个光栅。
测量波长偏移以检测相应的测量尺寸和空间分布。分布式光纤传感系统是一种传感器网络,可以监测整个被测物体的相关物理量的变化时间和位置。
通过组合分布式光纤传感器,执行结构,信号处理系统,传输系统和控制系统,可以形成智能结构。目前,分布式光纤传感系统通常有三种类型:拉曼,布里渊和FBG。
由于FBG传感器具有许多不可替代的优点,因此它们来自G. Meltz等人。据报道,光纤布拉格光栅首次被广泛应用于生物医学,桥梁,大坝智能材料,航空航天和土木工程结构等许多领域,因为它们被应用于传感器。
生物医学应用光纤相干断层扫描(OCT)主要用于生物,医学,化学分析,如视网膜扫描,胃肠镜检查和彩色多普勒(CDOCT)血流成像。 OCT提供了检测生物细胞和生物活动的有效方法。
因此,世界上许多国家都开发了相应的产品。德国科学家最近推出了一种可用于诊断皮肤癌的OCT装置。
此外,OCT可用于实现深度测量(~1mm)的优势,并且已应用实例来观察和监测生长细胞。智能桥梁建筑材料应用智能材料是指将敏感元件嵌入到被测元件的主体和材料中,以便在正常工作的同时实时安全地操作和监控元件或材料。
当光纤应用于桥梁试验时,可以测量,测量和控制桥梁电缆的索力和预应力连续混凝土梁的内应力和应变特性,从而形成智能桥梁。由加拿大Rotest公司开发的基于fabry-Perot白光干涉原理的光纤传感器具有高精度和可重复性。
它可以安装在材料或建筑物的表面上或埋在里面,可以根据变化,位移,裂缝和空隙压力进行监控。我国燕燕军教授建立了新的波长干涉仪测试系统,可以实现广泛的绝对距离测量。
航空航天系统的应用在20世纪90年代,Vali和Shorthill首次提出并实验验证了I-FOG原理。同时,采用新的光纤器件和去极化结构,3轴I-FOG和EDFA光源等技术可以获得光纤光栅。
该传感器具有成本低,体积小,重量轻,性能高等优点,已广泛应用于航空航天和军事领域。例如,汉普顿大学和NASA兰利研究中心。
光纤光栅温度/剪切应力传感器用于解决由温度和剪切应力引起的布拉格波长偏移,并广泛用于空气动力学设备。工矿企业系统FBG装置的应力传感器基于光纤效应,已广泛应用于应力监测。
监测传感系统用于许多特殊应用,例如核工业,化学工程和石油钻探。据报道,2001年,美国CiDRA使用光纤布拉格光栅传感器在加利福尼亚的贝克油田进行压力测试,测量范围为0至103 MPa,精度为±41.3 kPa,分辨率为2.06千帕。
它具有非常高的精度。法国阿尔斯通铁路部门的运输公司A.领导者用FBG开发了一种带有智能新复合材料的转向架。