光纖傳感器的今日發(fā)展概況-wenkub
2023-07-01 01:58:57 本頁(yè)面
【正文】 二的優(yōu)勢(shì)，已迅速成長(zhǎng)為年成交額超過(guò)10億美金，并預(yù)計(jì)將于2010年擁有超過(guò)50億美金市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)。光纖傳感器的今日的發(fā)展概況一、引言每年由美國(guó)光學(xué)工程師學(xué)會(huì)(OSA)主辦的光纖傳感國(guó)際會(huì)議（OFS）及時(shí)報(bào)道著光纖傳感領(lǐng)域的最新進(jìn)展，并對(duì)光纖傳感及其相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行有益的研討。隨著光纖技術(shù)的日趨成熟，對(duì)光纖傳感器實(shí)用化的開(kāi)發(fā)成為整個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)和關(guān)鍵。當(dāng)前的原理性研究熱點(diǎn)集中于光纖光柵（FBG和LPG）型傳感器和分布式光纖傳感系統(tǒng)兩大板塊。目前成熟的FBG制作工藝已可形成小批量生產(chǎn)能力，而研究的焦點(diǎn)也轉(zhuǎn)向解決高精度應(yīng)用，完善解調(diào)和復(fù)用技術(shù)，以及降低成本等幾個(gè)方向上。 對(duì)于光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用研究主要有以下四大類(lèi)：光（纖）層析成像技術(shù)（OCT，OPT）、智能材料（SMART MATERIALS）、光纖陀螺與慣導(dǎo)系統(tǒng)（IFOG，IMIU ）和常規(guī)工業(yè)工程傳感器。目前，我國(guó)的光纖傳感器研究大多數(shù)集中于大專(zhuān)院校和科研單位，仍然未完成由實(shí)驗(yàn)室向產(chǎn)品化的過(guò)渡。由于光纖傳感器未能跨越產(chǎn)品化的門(mén)檻，并未象光纖通信產(chǎn)業(yè)那樣成指數(shù)型增長(zhǎng)，許多與我們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的傳感器產(chǎn)品（如交通管理、警報(bào)裝置等）和大量的測(cè)試儀器依然依賴(lài)于進(jìn)口，亟待發(fā)展的空間非常廣闊。常見(jiàn)的FBG傳感器通過(guò)測(cè)量布拉格波長(zhǎng)的漂移實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的檢測(cè)，光柵布拉格波長(zhǎng)(λB)條件可以由式（1）表示： ν—泊松比； 長(zhǎng)周期光柵是指周期大于100mm的光柵，也是繼FBG之后光纖光柵型傳感器的另一個(gè)重要分支。 在世界范圍內(nèi)，由于對(duì)工民建和工業(yè)設(shè)施安全性和效益要求的不斷提高，對(duì)集成的安全檢測(cè)系統(tǒng)的需求逐步攀升。 光層析成像技術(shù) 此外，利用OCT可以實(shí)現(xiàn)深度測(cè)量（~1mm）的優(yōu)勢(shì)，已有實(shí)例應(yīng)用于對(duì)生長(zhǎng)中的細(xì)胞進(jìn)行觀察和監(jiān)測(cè)中。由于OPT所關(guān)心的是光線路徑上的積分過(guò)程，因此相關(guān)的系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)、測(cè)量理論分析中的單元分割與信號(hào)處理都是關(guān)鍵。 智能材料其中，光纖和電導(dǎo)線與多種材料的有效結(jié)合是關(guān)鍵問(wèn)題之一，尤其是實(shí)現(xiàn)與紡織材料的自動(dòng)化編織。其中光纖和電導(dǎo)線的嵌入均已實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，為智能型服裝的商業(yè)化解決了又一難題。此外，智能材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨廣泛，尤其是采用光纖光柵和光纖分布式應(yīng)力、溫度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行惡劣環(huán)境條件－高溫、變形的多參量監(jiān)測(cè)取得了明顯的效果。光纖陀螺及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)176。 傳統(tǒng)的工業(yè)工程類(lèi)傳感器包括應(yīng)用光纖的電光和磁光效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量的電力工業(yè)用大電壓、電流傳感器。圖18中為法國(guó)Alstom 公司的鐵路部 Transport [10] 。圖19是安裝了嵌入式FBG溫度傳感器陣列的發(fā)電機(jī)定子。新型材料光纖和新型結(jié)構(gòu)光纖前景看好。重金屬氧化物玻璃光纖具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械物理性能，若把鹵化物玻璃與重金屬氧化物玻璃的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，制造成性能優(yōu)良的鹵重金屬氧化物玻璃光纖，將具有重要意義。目前，梯型硅氧烷聚合物（LSP）涂
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