光纤光栅（光纤光栅应变传感器）

今天给大家介绍光纤光栅和光纤光栅应变传感器的相应知识点。希望对你有帮助，也别忘了收藏这个站点。

光纤和光栅光纤有什么区别？

上下级关系

光纤光栅是光栅的一种，用于光纤光栅。光栅包括光纤光栅。光纤光栅(FBG)是光纤调制解调器的一部分，也是一个调制部件。所以不是同一个概念。

光纤光栅是通过一定方法在轴向周期性调制纤芯折射率形成的一种衍射光栅，是一种无源滤波器件。光纤是光学纤维的简称，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可用作光传输工具。

光纤光栅的作用和原理是什么？

光纤光栅的原理概述及特性参数光纤光栅的形成方法主要是利用各种激光使光纤产生轴向折射率的周期性变化，从而在[/k0/]之间形成永久相位光栅。其功能本质上是在纤芯中形成(透射或反射)滤光器或反射镜，以反射具有特定频率/波长的导模。原理类似于多层减反射膜，其滤波波长称为布拉格波长。在一定条件下，布拉格波长等于光栅位置的有效折射率乘以光栅的几何周期，有效折射率和光栅周期会随着温度和应力状态的变化而变化，这也是光纤光栅应用于应力和温度传感的基础。

光纤光栅的应用与市场

光纤光栅在光纤通信系统中的应用光纤光栅作为一种新型的光学器件，主要应用于光纤通信、光纤传感和光信息处理。在光纤通信中，许多特殊功能已经实现并得到广泛应用。有源和无源光纤器件可以如下构造:

有源器件:光纤激光器(光栅窄带反射器用于DFB等结构，具有波长可调的特点。);半导体激光器(光纤光栅作为反馈外腔稳定980nm泵浦光源)；EDFA光纤放大器(光纤光栅实现增益平坦和剩余泵浦光反射)；Ramam光纤放大器(布拉格光栅谐振器)；

无源器件:滤波器(窄带、宽带和带阻；反射和透射)；WDM波分复用器(波导光栅阵列，光栅/滤波器组合)；OADM分插复用器(光栅路由)；色散补偿器(WDM系统中线性啁啾光纤光栅实现单通道补偿，取样光纤光栅实现多通道补偿)；波长转换器OTDM延迟OCDMA编码器光纤光栅编码器。

在传感器中

光纤布拉格光栅(FBG)自问世以来，在光纤传感领域得到了广泛的应用。光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘、高灵敏度和低成本、与普通光纤兼容性好等优点，越来越受到人们的关注。由于光纤光栅的谐振波长对应力应变和温度的变化比较敏感，所以主要用于温度和应力应变的测量。该传感器基于布拉格的外部参数(温度或应力和应变)。

对光纤光栅的中心波长进行调制，获得传感信息。因此，该传感器灵敏度高，抗干扰能力强，对光源的能量和稳定性要求低，适用于精密准确的测量。光纤布拉格光栅传感器现在占主要由光纤制成的材料的44.2%。光纤布拉格光栅传感器已经用于各种领域，例如监测高速公路、桥梁、水坝、矿山、机场、船舶、地球技术、铁路、石油或天然气仓库。传感器的一个发展方向是多点分布式传感器，主要采用WDM、TDM、SDM和CDMA的结合。

在过滤器中

光纤滤波器是光纤通信中重要的无源器件，光纤光栅的出现真正实现了全光纤滤波器。光纤光栅滤波器成本低，与光纤兼容，易于集成，是光纤通信系统中的理想器件。随着光纤光栅制作技术的成熟和各种波长调节方式的丰富，可以实现1520 ~ 1560nm的宽带、高反射率带阻滤波器和单通道、多通道的窄带、低损耗带通滤波器。此外，增益平坦的光纤光栅滤波器也引起了广泛的关注。此外，光纤光栅还用于sdh系统中的色散补偿和wdm系统中的分插复用。

色散补偿

对于普通单模G.652光纤，在1550nm处色散值为正。光脉冲在其中传播时，短波长光和长波长光传播快，所以传输一定距离后，脉冲展宽，形成光纤材料的色散。如果光栅的长周期端在前面，那么长波长的光会在光栅的前端被反射，而短波长的光会在光栅的末端被反射，所以短波长的光会比长波长的光多传播L(L为光栅长度)，这会在长波长的光和短波长的光之间产生一个时间延迟差，从而形成光栅的色散。光脉冲通过光栅时，短波长光的时间延迟比长波长光长，正好起到色散均衡的作用，从而实现色散补偿。

在光纤激光器中

光纤激光器由工作物质、泵浦源和谐振腔组成，增益光纤是产生光子的增益介质。泵浦光作为外部能量使增益介质实现粒子数反转，即泵浦源；光学谐振腔由两个反射镜组成，作用是使光子在工作介质中得到反馈和放大。在光纤激光器中，构成反射镜的谐振腔通常由一对光纤光栅组成(一个高反射光栅和一个中心波长匹配的低反射光栅)。来自泵浦源的泵浦光进入增益光纤后被吸收，然后增益介质中的能级粒子数反转。当谐振腔内的增益高于损耗时，两个光纤光栅之间会形成激光振荡，从而产生激光信号输出。

什么是光纤光栅？

光纤光栅是通过一定方法在轴向周期性调制纤芯折射率形成的一种衍射光栅，是一种无源滤波器件。光栅光纤具有体积小、熔接损耗低、与光纤完全兼容、可嵌入智能材料等优点，且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化敏感，因此在光纤通信和传感领域得到了广泛应用。

光纤布喇格光栅(FBG)利用光纤材料的光敏性，通过紫外曝光将入射光的相干场图样写入纤芯，折射率在纤芯中周期性变化，从而在[/k0/]之间形成永久相位光栅。其功能本质上是在纤芯中形成窄带(透射或反射)滤波器或反射镜。当一束宽谱光通过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将被反射，其余波长将继续通过光纤光栅。

光纤光栅的应用范围

光纤光栅在光纤通信系统中的应用

光纤光栅作为一种新型的光学器件，主要应用于光纤通信、光纤传感和光信息处理。在光纤通信中，许多特殊功能已经实现并得到广泛应用。有源和无源光纤器件可组成:有源器件:光纤激光器(光栅窄带反射器用于DFB等结构，波长可调等。).);半导体激光器(光纤光栅作为反馈外腔稳定980nm泵浦光源)；EDFA光纤放大器(光纤光栅实现增益平坦和剩余泵浦光反射)；Ramam光纤放大器(布拉格光栅谐振器)；无源器件:滤波器(窄带、宽带和带阻；反射和透射)；WDM波分复用器(波导光栅阵列，光栅/滤波器组合)；OADM分插复用器(光栅路由)；色散补偿器(WDM系统中线性啁啾光纤光栅实现单通道补偿，取样光纤光栅实现多通道补偿)；波长移动器

OTDM延迟设备

OCDMA编码器

光纤光栅编码器。

光纤布拉格光栅(FBG)自问世以来，在光纤传感领域得到了广泛的应用。光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘、高灵敏度和低成本、与普通光纤兼容性好等优点，越来越受到人们的关注。由于光纤光栅的谐振波长对应力应变和温度的变化比较敏感，所以主要用于温度和应力应变的测量。这种传感器通过外部参数(温度或应力应变)调制布拉格光纤光栅的中心波长来获得传感信息。因此，该传感器灵敏度高，抗干扰能力强，对光源的能量和稳定性要求低，适用于精密准确的测量。

目前以光纤为主的材料中，光纤光栅传感器占44.2%。

%。光纤布拉格光栅传感器已经用于各种领域，例如监测高速公路、桥梁、水坝、矿山、机场、船舶、地球技术、铁路、石油或天然气仓库。传感器的一个发展方向是多点分布式传感器，主要采用WDM、

TDM，

SDM，

CDMA的组合。

对于普通单模G.652光纤，在1550nm处色散值为正。当光脉冲在其中传播时，短波长光(“蓝光”)和长波长光(“红光”)传播很快。这样，经过一定距离的传输后，脉冲被展宽，形成光纤材料的色散。如果长周期的光栅一端在前面，长波长的光在光栅前端反射，但是很短。

光脉冲通过光栅时，短波长光的时间延迟比长波长光长，正好起到色散均衡的作用，从而实现色散补偿。

光纤光栅的介绍到此结束。感谢您花时间阅读本网站的内容。不要忘记搜索这个网站，了解更多关于FBG应变传感器和FBG的信息。

以上就是由优质生活领域创作者 嘉文社百科网小编 整理编辑的，如果觉得有帮助欢迎收藏转发~