光纖傳感器開啟光通信之門，迎來發(fā)展契機(jī)

目前市場上尤其是在中國，布拉格光纖光柵（配備ASE寬帶光源）和基于光時域反射的分布式傳感器是應(yīng)用最為廣泛的光纖傳感技術(shù)，該技術(shù)基本上可以滿足中低端一般市場的需求而被業(yè)內(nèi)人士所熟知。

而現(xiàn)在介紹的光譜線寬窄至2kHz的單頻光纖激光器及其引申出來的最新一代光傳感技術(shù)完全有別于我們現(xiàn)在所樂道的光纖傳感。

這種新的技術(shù)方案完全勝任電傳感和一般光纖傳感無法完成的高端市場對超遠(yuǎn)距離、超高精度和超高敏感的更高需求，而這在中國尚處于立項(xiàng)和預(yù)研階段。

當(dāng)前市場上幾種主要的光纖傳感器有：

1.光纖陀螺

光纖陀螺分干涉型、諧振型和布里淵型，干涉型光纖陀螺是第一代，技術(shù)上已經(jīng)趨于成熟，正處于推進(jìn)批量生產(chǎn)和商品化階段；諧振型光纖陀螺是第二代，處于實(shí)驗(yàn)室研究向?qū)嵱没七M(jìn)的發(fā)展階段；布里淵型是第三代，尚處于理論研究階段。光纖陀螺結(jié)構(gòu)根據(jù)所采用的光學(xué)元件有三種實(shí)現(xiàn)方法：小型分立元件系統(tǒng)、全光纖系統(tǒng)和集成光學(xué)元件系統(tǒng)。目前分立光學(xué)元件方案已經(jīng)基本消失，全光纖系統(tǒng)用在開環(huán)低精度、低成本的光纖陀螺中，集成光學(xué)器件陀螺以工藝簡單，總體重復(fù)性好、低成本成為國際中高精度光纖陀螺主要方案。

2.光纖水聽器

光纖水聽器是一種建立在光纖、光電子技術(shù)基礎(chǔ)上的水下聲信號傳感器，它通過高靈敏度的光纖相干檢測，將水聲信號轉(zhuǎn)換為光信號，并通過光纖傳至信號處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為聲信號信息。相比傳統(tǒng)水聽器具有靈敏度高、響應(yīng)帶寬寬、不受電磁干擾等特點(diǎn)，廣泛用于軍事和石油勘探、環(huán)境檢測等領(lǐng)域，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

光纖水聽器按原理可分為干涉型，強(qiáng)度型，光柵型等。干涉型光纖水聽器關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展成熟，在部分領(lǐng)域形成產(chǎn)品；光纖光柵水聽器則是當(dāng)前研究熱點(diǎn)。研究的關(guān)鍵技術(shù)涉及光源、光纖器件、探頭技術(shù)、抗偏振衰落技術(shù)、抗相位衰落技術(shù)、信號處理技術(shù)、多路復(fù)用技術(shù)以及工程技術(shù)等。

3.光纖光柵傳感器

光纖光柵傳感器尤其是光纖Bragg光柵傳感器是最近幾年國內(nèi)外傳感器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)光纖傳感器絕大部分屬于光強(qiáng)型和干涉型，光強(qiáng)型傳感器存在光源不穩(wěn)定，光纖損耗和探測器老化等問題，干涉型傳感器由于要求兩路干涉光的光強(qiáng)相等需要固定參考點(diǎn)應(yīng)用不便。

以光纖布拉格光柵為主的光纖光柵傳感器傳感信號為波長調(diào)制以及復(fù)用能力強(qiáng)，避免了上述傳統(tǒng)光纖傳感器存在的問題。在建筑健康檢測、沖擊檢測、形狀控制和振動阻尼檢測等應(yīng)用，光纖光柵傳感器是最理想的靈敏元件。光纖光柵傳感器在地球動力學(xué)、航天器、船舶航運(yùn)、民用工程結(jié)構(gòu)、電力工業(yè)、醫(yī)藥和化學(xué)傳感中有廣泛的應(yīng)用。

4.光纖電流傳感器

電力工業(yè)的迅猛發(fā)展帶動電力傳輸系統(tǒng)容量不斷增加，運(yùn)行電壓等級越來越高，不得不面臨強(qiáng)大電流的測量問題。在高電壓、大電流和強(qiáng)功率的電力系統(tǒng)中，以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)電流傳感器（簡稱CT）暴露出一系列嚴(yán)重缺點(diǎn)：爆炸引起災(zāi)難性事故；大故障電流引起鐵芯磁飽和；鐵芯共振效應(yīng)；滯后效應(yīng)；精度不高；易受干擾；體積大、重量大、價格昂貴等，已經(jīng)難以滿足新一代數(shù)字電力網(wǎng)的發(fā)展需要。光纖電流傳感器成為解決上述難題的最好辦法。

與傳統(tǒng)傳感技術(shù)相比，基于光纖的傳感器主要有如下幾大優(yōu)勢：

　　1.重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、易多路復(fù)用

　　2.抗惡劣環(huán)境、抗電磁干擾、抗化學(xué)腐蝕

　　3.在傳感點(diǎn)無需用電、可以長距離分布式傳感

　　4.可低成本大規(guī)模生產(chǎn)

光纖傳感器的可能發(fā)展趨勢有：

　　1.以傳統(tǒng)傳感器無法解決的問題作為光纖傳感器的主要研究對象；

　　2.集成化光纖傳感器；

　　3.多功能全光纖控制系統(tǒng)；

　　4.開辟新領(lǐng)域。

繼光纖通訊后，光纖傳感迎來了重要的發(fā)展契機(jī)，在安保、軍事、石油/天然氣、電力以及科學(xué)研究方面享有廣泛而巨大的應(yīng)用價值，尤其是在西方發(fā)達(dá)國家更有燎原之勢，前途不可限量！采用單頻光纖激光器做光傳感，其光學(xué)原理就是光頻時域反射。