光纖傳感器是什么

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)，對被測信號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被測信號的敏感及光信號的傳輸作用，將信號的“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)相對來說比較簡單，可少用一些耦合器件，但對光纖的要求較高，往往需采用對被測信號敏感、傳輸特性又好的特殊光纖。