光纤光栅及应用

一、什么是光纤光栅？什么是布拉格光纤光栅？（光纤布拉格光栅FBG）

紫外激光经过相位掩膜板的衍射使单模光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅。

其中光栅栅距（光栅周期）均匀一致的光纤光栅（FBG）被称为布拉格光栅，布拉格光栅的反射波长非常小，布拉格光纤光栅的反射点之间的距离总是相等的。

布拉格光纤光栅可以通过紫外光掩模板照射法、化学腐蚀法、飞秒激光逐点写入法等方式生产。

二、什么是光纤光栅串？

光纤光栅（FBG）使用灵活的一个表现就是可以实现多点传感，理论上我们可以在一根传感器里刻写无数个不同波长的光纤光栅（FBG），实现对同一或多个物理参量的分布式检测，刻写了多个光纤光栅的光纤被我们称为光纤光栅串（FBGs）。

三、光纤光栅原理（FBG光纤光栅传感原理）

四、光纤光栅原理应用

1、光纤光栅测温原理——光纤光栅温度传感器原理（FBG温度计）——热胀冷缩引起的长度变化

2、光纤光栅测应力原理——光纤光栅应力传感器原理（FBG拉力计、FBG压力计、FBG钢筋计）——受力引起的长度变化

3、光纤光栅测应变原理——光纤光栅应变传感器（FBG应变计）

五、为什么要对光纤光栅进行封装？

光纤布拉格光栅（FBG）非常脆弱，承载光纤光栅（FBG）的光纤也很脆弱，未进行封装保护的光栅几乎无法在实际工作中进行使用。必须要对光纤光栅进行保护，制成结实的光纤光栅传感器才能在各种复杂环境中使用。

六、光纤光栅传感优势

抗干扰强：抗电磁干扰、抗腐蚀、耐高温、本质安全防爆。

精度高：应变、温度、位移等物理量测量精准稳定。

寿命长：无源传感、无电子元器件，长期免维护。

易组网：可多点串联、分布式监测，远程实时采集。

体积小：轻便易埋入 / 粘贴，不影响结构受力。

七、光纤光栅传感应用场景

桥梁 、隧道 、 边坡 、大坝：结构健康安全监测

高铁 、地铁 、轨道：轨道、道床、隧道变形监测

电力行业：电缆、杆塔、变压器、GIS 温度  应变监测

石油化工：油气管道、储罐、井下高温监测

建筑工程：高层、基坑、钢结构应力与沉降监测

航空航天 、军工：飞行器、装备结构应力在线监测