光纖傳感器種類很多，它能夠測量許多物理量。相對于機(jī)電類傳感器，光纖光柵傳感器具有一些明顯的優(yōu)勢，包括抗電磁干擾、、體積小、靈活方便等。傳統(tǒng)的光纖傳感器絕大部分屬于“光強(qiáng)型”或“干涉型”。對于光強(qiáng)型傳感器，光源的不穩(wěn)定、光纖的彎曲或連接損耗、探測器的老化等因素都會(huì)影響測量的準(zhǔn)確性。對于干涉型傳感器，其信息的讀取是觀察干涉條紋的變化，為清晰的條紋，通常要求兩光路干涉光的光強(qiáng)相等，而且 有一個(gè)固定參考點(diǎn)，這給光纖傳感器的應(yīng)用帶來了很多不便。
以光纖布拉格光柵(fiber Bragg grating，F(xiàn)BG)為主的光纖光柵傳感器，除了具有普通光纖傳感器的優(yōu)勢之外，還有一些特別的優(yōu)勢， 主要的是傳感信號(hào)為波長調(diào)制以及復(fù)用。其好處在于：測量信號(hào)不受光纖彎曲損耗、連接損耗、光源起伏和探測器老化等因素的影響；避免了干涉型光纖傳感器相位測量模糊不清等問題；在一根光纖上串接多個(gè)布拉格光柵，把光纖嵌入(或粘于)被測結(jié)構(gòu)，可同時(shí)幾個(gè)測量目標(biāo)的信息，并可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式測量。例如通過實(shí)時(shí)測量應(yīng)力、溫度、振動(dòng)等傳感信息，以同時(shí)進(jìn)行建筑物健康檢測、沖擊檢測、形狀控制和振動(dòng)阻尼檢測時(shí)，光纖光柵傳感器是 理想的靈敏元件。
某些類型的光纖光柵傳感器已經(jīng)商業(yè)化，雖然其在性能和功能方面需要不斷提高，但可以說光纖光柵傳感技術(shù)已開始向成熟階段接近，目前對于光纖光柵傳感的研究主要致力于實(shí)用和廉價(jià)解調(diào)系統(tǒng)的研究。
利用紫外激光的干涉條紋在一個(gè)較小的長度范圍內(nèi)照射具有光敏性的光纖，可使該段光纖芯的折射率發(fā)生周期性的改變，從而形成光纖布拉格光柵。當(dāng)寬帶光源射入具有這種光柵的光纖時(shí)，光譜中以光柵的布拉格波長為中心的窄光譜在光柵處被反射，其他大部分將透射而沿原來方向傳輸。
當(dāng)光柵發(fā)生應(yīng)變時(shí)，由于彈性變形光柵的周期將發(fā)生改變，并且由于光彈效應(yīng)使纖芯的折射率變化，這將引起中心波長的改變，實(shí)驗(yàn)表明，光柵中心波長的改變與光柵應(yīng)變成良好的線性關(guān)系。另外當(dāng)光柵的溫度改變時(shí)，熱膨脹和熱光效應(yīng)會(huì)引起折射率改變。實(shí)驗(yàn)也同時(shí)表明，光柵中心波長的改變與光柵溫度的改變成良好的線性關(guān)系。測定光柵的中心波長的改變量，即可計(jì)算應(yīng)變和(或)溫度。通過適當(dāng)轉(zhuǎn)換，這一現(xiàn)象就可以用來傳感多種物理量和化學(xué)量等。下面分幾個(gè)方面介紹利用這些原理進(jìn)行傳感測量應(yīng)用的情況。
除上述應(yīng)用外，光纖光柵傳感器還在其他了應(yīng)用，并且在許多方面的性能都比傳統(tǒng)的機(jī)電類傳感器 穩(wěn)定、 、 準(zhǔn)確，總之，光纖光柵傳感器的應(yīng)用是一個(gè)方興未艾的，有著非常廣闊的發(fā)展前景。
目前限制光纖光柵傳感器應(yīng)用的 主要障礙是傳感信號(hào)的解調(diào)，正在研究的解調(diào)方法很多，但能夠?qū)嶋H應(yīng)用的解調(diào)產(chǎn)品并不多，而且價(jià)格較高，市場呼喚廉價(jià)、 解調(diào)產(chǎn)品的出現(xiàn)。其次，光纖光柵傳感器應(yīng)用中的其他問題也非常重要，如：(1)由于光源帶寬有限，而應(yīng)用中一般要求光柵的反射譜不能重疊，因此可復(fù)用光柵的數(shù)目受到限制；(2)如何實(shí)現(xiàn)在復(fù)合材料中同時(shí)測量多軸向的應(yīng)變，以再現(xiàn)被測體的多軸向應(yīng)變形貌；(3)如何實(shí)現(xiàn)大范圍、、實(shí)時(shí)測量；(4)如何正確地分辨光柵波長變化是由溫度變化引起的還是由應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變引起的等。地解決上述問題對于實(shí)現(xiàn)廉價(jià)、穩(wěn)定、高分辨率、大測量范圍、多光柵復(fù)用的傳感系統(tǒng)具有重要意義，這些都有待發(fā)展。 、德國、加拿大、英國等都在致力于新型光纖光柵傳感器及解調(diào)系統(tǒng)的研究，我國對光纖光柵傳感器的研究相對晚一些，但已經(jīng)有了較大發(fā)展，隨著實(shí)用、廉價(jià)的波長解調(diào)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和完善，光纖光柵傳感器必將在市場上開辟出一片新的天地。
