光纤光栅传感器应变和温度交叉敏感问题

光纤光栅的应力和温度传感特性研究 (1)一 光纤光栅传感器理论基础 (1)1 光纤光栅应力测量 (1)2 光纤光栅温度测量 (2)3 光纤光栅压力测量 (3)二 光纤光栅传感器增敏与封装 (3)1 光纤光栅的应力增敏 (4)2 光纤光栅的温度增敏 (4)3 光纤光栅的温度减敏 (5)4 嵌入式敏化与封装 (5)5 粘敷式敏化与封装 (7)三 光纤光栅传感器交叉敏感问题及其解决方法 (9)1 参考光纤光栅法 (10)2 双光栅矩阵运算法 (10)3 FBG 与LPFG 混合法 (11)4 不同包层直径熔接法 (12)5 啁啾光栅法 (12)光纤光栅的应力和温度传感特性研究一 光纤光栅传感器理论基础1 光纤光栅应力测量由耦合模理论可知，光纤布拉格光栅(FBG)的中心反射波长为：2B eff n λ=Λ (1)式中：eff n 为导模的有效折射率，Λ为光栅的固有周期。

当波长满足布拉格条件式(1)时，入射光将被光纤光栅反射回去。

由公式(1)可知，光纤光栅的中心反射波长B λ随eff n 和Λ的改变而改变。

FBG 对于应力和温度都是很敏感的，应力通过弹光效应和光纤光栅周期Λ的变化来影响B λ，温度则是通过热光效应和热胀效应来影响B λ。

当光纤光栅仅受应力作用时，光纤光栅的折射率和周期发生变化，引起中心反射波长B λ移动，因此有：eff BB effn n λλ∆∆∆Λ=+Λ (2) 式中：eff n ∆为折射率的变化，∆Λ为光栅周期的变化。

光栅产生应力时的折射率变化：()21211112effeff e effn n P P P n μμεε∆=---=-⎡⎤⎣⎦ (3) 式中： ()21211112e eff P n P P μμ=--⎡⎤⎣⎦ (4) ε是轴向应力，μ是纤芯材料的泊松比，11P 、12P 是弹光系数，e P 是有效弹光系数。

假设光纤光栅是绝对均匀的，也就是说，光栅的周期相对变化率和光栅段的物理长度的相对变化率是一致的。

光纤光栅传感测量中的交叉敏感研究Ξ吕且妮,张以谟,刘铁根,李　川,陈希明,贺家李(天津大学现代光学仪器研究所光电子信息技术科学教育部重点实验室,天津300072)摘　要:依据Bragg 光栅方程,从理论上分析了光纤光栅应变和温度双参量同时测量中引起交叉敏感的物理机理,对有交叉敏感和无交叉敏感两种情况下的误差进行了分析讨论,并给出了数学表达式.结合实验数据进行了计算,估计了忽略交叉敏感可能带来的误差,同时给出了两种情况下的误差曲线图.关键词:光纤光栅传感器;交叉敏感;误差分析中图分类号:TP212.14 文献标识码:A 文章编号:049322137(2002)0420425204 近年来,光纤光栅传感器的应用研究倍受关注.究其原因是,光纤光栅传感器是一种波长调制型传感器,传感过程是通过外界参量对布喇格中心波长的调制来获取信息,从而克服了强度调制型传感器必须补偿光纤连接器和耦合器损耗以及光源输出功率波动的弱点.另外,光纤光栅传感器具有不受电磁干扰、灵敏度高、重复性好、重量轻、探头尺寸小、结构紧凑、传输距离远(传感器到解调端可达几公里),适于在高温、腐蚀性或危险性环境下工作,并且多个光纤光栅串联与建筑结构制备在一起,可以实现实时监测,在波分和时分复用情况下,多个光纤光栅只需一根数据总线,就可以实现对物理量的分布式测量等.特点这些特点是其它传感元件无法比拟的. 但是光纤光栅传感器对温度和应力都是敏感的,即温度、应力均能引起布喇格光栅中心波长的漂移,当光纤光栅用于传感测量时,很难区分它们分别引起的被测量量的变化,这就是交叉敏感问题.随着光纤光栅制作技术的日益成熟,交叉敏感成了制约光纤光栅传感器实用化的又一重要问题.为此拟就交叉敏感问题,从物理机制上进行探讨,并进行误差分析.1　理论分析 根据光纤耦合模理论,当宽带光在光纤光栅中传输时,将产生模式耦合,满足布喇格条件 λB =2n eff Λ(1)的光被反射.式中:Λ为光栅周期;n eff 为导模的有效折射率.由式(1)可知,任何使n eff 和Λ发生改变的物理过程都将引起光栅布喇格波长的漂移.对光纤光栅温度2应变传感测量,Bragg 波长λB 是温度t 、应力ε的函数,即 λB (ε,T )=n (ε,T )Λ(ε,T )(2)式中:n =2n eff .应力影响波长λB 是由于弹光效应和光纤光栅周期Λ的伸缩引起的;温度影响波长λB 是由于热光效应和热膨胀效应引起的.对式(2)利用Taylor 展开式 λB =n (ε0,T 0)Λ(ε0,T 0)+ Λ9n 9ε+n 9Λ9εT =T 0,ε=ε0Δε+Λ9n 9T +n9Λ9TT =T 0,ε=ε0ΔT + Λ92n 9ε9T +n 92Λ9ε9T +9Λ9T 9n 9ε+9Λ9ε9n 9T T =T 0,ε=ε0.ΔεΔT +Λ92n 9ε2+n 92Λ9ε2T =T 0,ε=ε0(Δε)2+Λ92n 9t 2+n 92Λ9T 2+n 92Λ9T 2T =T 0,ε=ε0(ΔT )2+ (3)由式(3)可知,引起波长ΔλB 漂移的不单单是Δε、ΔT ,还有它们的交叉项及高阶项.高阶项对波长改变的贡献随ΔT 、Δε的增大而增大.当ΔT 、Δε很大时,波长随ΔT 、Δε的变化是非线性的,且已从实验上观察到ΔλB 与Δt 的非线性关系[1].当ΔT 、Δε变化范围不是很大 Ξ收稿日期:2001211216. 基金项目:国家自然科学基金(60072023)和(59907002);天津市光电子联合研究中心、天津市自然科学基金(013601711)资助项目. 作者简介:吕且妮(1966—　),女,博士生. 天津大学学报　第35卷　第4期2002年7月JOURNAL OF TIANJ IN UN IV ERSIT Y Vol.35　No.4　J ul.　2002时,(Δε)2和(ΔT )2的高阶项与前面3项相比可以忽略,故式(3)可写为 ΔλB (ε,T )=K εΔε+K T ΔT +K εΤΔεΔT (4)式中: K ε=Λ9n 9ε+n 9Λ9ε; K T =Λ9n 9T +n 9Λ9T ; K εΤ=Λ92n 9ε9T +n 92Λ9ε9T +9Λ9T 9n 9ε+9n 9T 9Λ9ε=99ε(Λ9n 9T +n9Λ9T )=99εΚT 式中:K ε为应变灵敏度,是与光纤泊松比、弹光系数和纤芯有效折射率及光纤光栅周期有关的量;K T 为温度灵敏度,是与热膨胀系数和热光系数有关的量;K εT 为交叉灵敏度,是交叉敏感项的系数,即与温度、应力都有关的量.它实际上反映了在不同的应变(或温度)时,温度灵敏度(或应变灵敏度)不是一个常数,而是随着应变(或温度)的变化而变化,其大小描述了温度灵敏度(或应变灵敏度)偏离常数的程度. 对于轴向应变作用时,Δε=ΔL /L =ΔΛ/Λ时,式(4)可写成 ΔλB (Λ,T )=KεΔΛ+K ΤΔT +K ΛT ΔΛΔT (5)式中:K ε=(1-P e )λB ; K T =(α+ζ)λB ;K ΛT =Λ99ΛΚT .式中:P e 为有效弹光系数,P e =n 2eff [P 12-γ(P 12+P 11)]/2;P 11和P 12为弹光系数;γ为光纤材料泊松比;α为光纤热膨胀系数,α=1Λd Λd t,ζ为光纤热光系数[2],ζ=1n d nd T　对温度变化范围不大时交叉敏感项系数K εT为[3] K ΛT =Λ99ΛK T =(α+β)(1-P e )-2P e ζ=K T K ε-2P εeζ(6) 从式(6)可知,交叉敏感项系数是光栅周期的函数,它与光纤的热膨胀系数α和热光系数ζ有关,又与光纤的弹光系数P 11、P 12和光纤材料的泊松比γ有关,因此应变2温度同时作用于光纤时,波长漂移不是应变和温度单独作用时产生的波长漂移的简单迭加,还存在着力学量和热学量的相互作用.这个作用反映为交叉灵敏度,其大小刻划了这种相互作用的程度,这就是交叉敏感项的物理意义所在.实验中通过测定在不同应力(温度)情况下的温度灵敏度(应变灵敏度),交叉项的系数也就随之被确定,从而可获得温度、应力的大小. 当光纤布喇格光栅(FB G )受温度和应力分别作用时,光纤光栅波长相应变化为 ΔλB (ε,T )=K εΔε=λB (1-P e )Δε(7) ΔλB (ε,T )=K T ΔT =λB (α+ζ)ΔT (8)2　误差分析 光纤光栅传感测量是利用外界因素引起光栅中心反射波长的漂移,从而求得外界参量的大小.从式(3)可知,FB G 对温度、应力固有的敏感性,从而限制了其实用化.解决这一问题大都基于双波长光纤光栅矩阵运算法[4]的思想.当FB G 同时受外界应力和环境温度作用时,应力、温度的求解方程为 λ=KM 式中:λ=λ1λ2;K =K 1T K 1εK 2T K 2ε;M =tε.(9) 影响温度、应力测量的因素有3个方面:波长λ漂移量测量引入的误差;传感器的特征矩阵K 标定引入的误差;交叉敏感及非线性引入的误差.下面分两种情况进行误差分析.2.1　FB G 受温度、应力同时作用,不考虑交叉项时误差分析 当FB G 受温度、应力同时作用,且设温度和应力引起的波长变化相互独立,在这种条件下,温度、应力的误差是由测量波长λ和特征矩阵K 所引起的.其数学表示式为λ+δλ=[K +δK][M +δM ](10)式中:δλ=δλ1δλ2;δK =δK 1T δK 1εδK 2T δK 1ε;δM =δT δε.λ,K,M 分别表示波长变化、特征矩阵、温度、应力测量量的真实值,δλ,δK,δM 为误差值,δM 矩阵的元为 δT =(K 1εδK 2T -K 2εδK 1T +δK 2T δK 1ε-δK 1TδK 2ε)T Δ+Δ+δλ1K 2ε-δλ2K 1ε+δλ1δK 2ε-Δ+→←δλ2δΚ1ε+(K 1εδK 2ε-K 2εδK 1ε)εΔ3(11) δε=(K 2T δΚ1ε-K 1T δK 2ε+δΚ1T δK 2ε-δK 2T δK 1ε)εΔ+Δ3+δλ2K 1T -δλ1K 2T +δλ2δK 1T -Δ+→←δλ1δΚ2Τ+(K 2T δK 1T -K 1T δK 2T )T Δ3(12) Δ=K 1T K 2ε-K 1εK 2T(13)・624・天津大学学报 第35卷　第4期　 Δ3=K 2εδK 1T +K 1T δK 2ε-K 2T δK 1ε-K 1εδΚ2T +δK 1T δK 2ε-δK 1εδK 2T (14) 如果忽略波长测量误差,只考虑特征矩阵误差(且令δK ij =K ij δij ;|δij |max <|γ|(i =1,2;j =T ,ε)|Δ3|ν|Δ|)[5],则相对测量误差的最大值为|δT T|max ≈ |K 1εK 2T |+|K 2εK 1T |+2|K 2εK 2ε|・|ε/T ||K 1T K 2ε-Κ1εK 2T ||γ|(15)|δεε|max ≈ |K 2T K 1ε|+|K 1T K 2ε|+2|K 2T K 1T |・|T/ε||K 1T K 2ε-Κ1εK 2T ||γ|(16)2.2　F BG 受温度、应力同时作用,考虑交叉项时系统误差分析 当F BG 受温度、应力同时作用,且考虑交叉项时,决定温度、应力大小的特征方程为λ+δλ=[K +δK][M +δM ]+F (17)式中:F 表示交叉敏感项. F =K 1εT K 2εT(ε+δε)(T +δT )(18)则温度、应力的误差大小(忽略高阶项K i εT δT ,Κi εTδε,Κi εΤδK ij ,δλi δK ij )为δΤ≈(K 1εδK 2ε-K 2εδK 1ε)ε+Δ+→ ←K 2εδK 1T +δK 2T +δK 1ε-εK 1T δK 2ε)T Δ3+ δλ1K 2ε-δλ2K 1ε+(K 1εK 2εΤ-K 2εK 1εT )εΤΔ+Δ3(19)δε≈(K 2T δK 1ε-K 1T δK 2ε+δK 1T δK 2ε-Δ+→ ←δK 2T δK 1ε)ε+(K 2T δK 1T -K 1T δK 2T )T Δ3+δλ2K 1T -δλ1K 2T +(K 1T K 2εT -K 2T K 1εT )T εΔ+Δ3(20) 如果略去波长引入的误差,则相对误差最大值为|δT T|max ≈ |K 1εK 2T |+|K 2εK 1T |+2|K 1εK 2ε|・|ε/T ||Κ1T K 2ε-K 1εK 2T |・ |γ|+(|K 1εK 2εT -K 2εK 2εT |)|ε||K 1T K 2ε-K 1εK 2T |(21)|δεε|max ≈ |K 2T K 1ε|+|K 1T K 2ε|+2|K 2T K 1T |・|T/ε||K 1T K 2ε-K 1εK 2T |・ |γ|+(|K 1T K 2εT -K 2T K 1εT |)|T ||K 1T K 2ε-K 1εK 2T |(22) 将式(15)、(16)、(21)和(22)相比较,可以看出式(21)和式(22)中的第2项为交叉敏感引入的误差,而且随着温度、应力的增大而增大. 采用文献[4]中数据,两个光栅的Bragg 波长分别为λ1=1300nm ,λ2=850nm ;特征矩阵元分别为K 1T =8.72pm/℃,K 2T =6.30pm/℃,K 1ε=0.96pm/με,K 2ε=0.59pm/με.文献[3]中K 1εT =2.31×10-6pm/(℃・με),K 2εT =0.62×10-6pm/(℃・με).利用本文中的误差公式分别计算出应力、温度误差曲线图.图中C 2S 表示交叉敏感项(cross 2sensitivity ),特征矩阵误差为100,图1为温度T =30℃时,应力误差曲线;图2为应变ε=1000με时温度误差曲线.图1　应力误差曲线图Fig.1　Curve of strain errors图2　温度误差曲线图Fig.2　Curve of temperature errcors由图可知,当温度、应力很大时,如果忽略交叉项作用,误差将会更大,Farahi [6]等用偏振F 2P 光纤干涉仪测得的实验结果,敏感项系数K 1εT 和K 2εT 分别为- 2.042rad/(℃・με)和- 1.986rad/(℃・με).但对于光纤光栅传感测量中的交叉项系数的测定,尚未见报导.・724・　2002年7月 吕且妮等:光纤光栅传感测量中的交叉敏感研究3　结　语 从物理机制的角度分析了光纤光栅传感测量中引起交叉敏感产生的原因,并且给出了考虑和不考虑交叉敏感情况下的误差数学表达式.通过误差分析可知,当温度、应力很大时,必须考虑交叉敏感;当温度、应力比较小时,交叉项可以不予以考虑.对于轴向应变,交叉敏感项系数主要依靠传感长度.因此,对于光纤光栅应变仪必须考虑所用的光纤长度.而对于高阶非线性引入的误差有待进一步的分析.总之,交叉敏感问题是光纤光栅传感器的固有问题,在实际应用中必须设法加以解决.参考文献:[1]　Fei Luo ,Hernandez 2Cordero J ,Morse T F.Multiplexedfiber 2optic Bragg stack sensors (FOBSS )for elevated tem 2peratures[J ].IEEE Photon Tech Lett ,2001,13(5):514-516.[2]　廖延彪.光纤光学[M ].北京:清华大学出版社,2000.[3]　贾宏志,李育林,忽满利,等.光纤Bragg 光栅温度和应变的灵敏度分析及应用探讨[J ].激光杂志,1999,20(5):12-14.[4]　Xu M G ,Archambault J L ,Reekie I ,et al ,Discriminationbetween strain and temperature effects using dual -wave 2length fiber grating sensors [J ].Electron Lett 1994,30(13):1085-1087.[5]　Jin W ,Michie W C ,Thursby G ,et al ,Simultaneous mea 2surement of strain and tem perature :error analysis[J ].Opt Eng ,1997,36(2):598-609.[6]　Farahi F ,Webb D J ,Jones D C ,et al.,Simultaneous mea 2surement of temperature and strain :Cross 2sensitivity con 2siderations[J ].J Lightwave Technol ,1990,8(2):138-142.Cross 2Sensitivity of Fiber G rating Sensor MeasurementsL U Qie 2ni ,ZHAN G Y i 2mo ,L IU Tie 2gen ,L I Chuan ,CHEN Xi 2ming ,HE Jia 2li(K ey Laboratory of Optoelectronics Information Science and Technology ,EMC ,The Institute of Optoelectronics and Precision Instrument Engineering ,Tianjin University ,Tianjin 300072,China )Abstract :On the basis of the equation of Bragg gratings ,the physical mechanics of the cross 2sensitivity from simultaneous measurement of strain and tem perature with optical fiber Bragg grating are studied.The errors ,with and without cross 2sensitivity consideration ,are discussed and mathematical ex pressions are also given.With the experimental data ,the errors induced by the cross 2sensitivity are estimated ,and the curve of strain errors and tem perature errors are given.K eyw ords :fiber grating sensor ;cross 2sensitivity ;error analysis・824・天津大学学报 第35卷　第4期　。

光纤光栅传感测量中交叉敏感问题及解决方案
李硕;黄俊斌;顾宏灿
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2011(031)007
【摘要】目前已有的基于光栅Bragg光栅的各种传感器,基本上都是直接或间接的利用应变和温度改变光纤的中心波长,以达到测试所需被测量的目的.但是中心波长不仅会随测试点的应变发生改变,还会随着环境温度的波动而发生变化,即存在温度和应变交叉敏感的问题.解决温度、应变交叉敏感问题即实现温度和应变的分离检测是光纤Bragg光栅应变传感器得到实际应用的重要前提[1].文章从理论上分析了引起交叉敏感的物理机制,较为全面地介绍了几种主要的解决方案,并对其主要特点进行了简单的分析.
【总页数】4页(P126-129)
【作者】李硕;黄俊斌;顾宏灿
【作者单位】海军工程大学兵器系武汉430033;海军工程大学兵器系武汉430033;海军工程大学兵器系武汉430033
【正文语种】中文
【中图分类】TP212.14
【相关文献】
1.光纤光栅传感器在桥梁应变测量中交叉敏感问题的研究 [J], 耿伟霞;王天滑;王亚民
2.光纤光栅传感检测中交叉敏感问题的研究 [J], 毕重颖;雷飞鹏
3.光纤光栅传感器交叉敏感问题解决方案 [J], 陈丽娟;贺明玲;王坤
4.光纤光栅传感测量中的交叉敏感研究 [J], 吕且妮;张以谟;刘铁根;李川;陈希明;贺家李
5.光纤光栅传感测量中的交叉敏感机制及其解决方案 [J], 刘云启;郭转运;刘志国;董孝义
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光纤光栅传感器温度和应变交叉敏感问题解决方案光纤光栅传感器是一种基于光纤光栅原理的传感器，可用于测量温度和应变。

然而，光纤光栅传感器的温度和应变测量存在交叉敏感问题，即测量温度时会受到应变的影响，测量应变时会受到温度的影响。

为了解决该问题，可以采取以下方案。

1.使用多个光纤光栅传感器：首先，在测量温度和应变时使用独立的光纤光栅传感器。

这样可以避免不同物理量之间的相互干扰。

温度和应变分别使用不同的光纤光栅传感器进行测量，通过合理的连接和布置，可以实现分离的测量。

2.信号处理和补偿算法：其次，在测量结果的处理方面，可以采用信号处理和补偿算法来消除温度和应变交叉敏感引起的误差。

通过记录并分析光纤光栅传感器的输出信号，可以建立温度和应变之间的关系模型，并通过补偿算法来减少误差。

这样可以在一定程度上提高测量的准确性。

3.光纤光栅材料和结构设计：此外，还可以通过优化光纤光栅的材料和结构设计来减小温度和应变交叉敏感的影响。

选择合适的光纤材料，具有低热膨胀系数和低线性应变敏感性，可以减少温度和应变对光纤的影响。

同时，合理设计光纤光栅的结构，如改变光纤直径、长度、光栅周期等参数，可以提高传感器的灵敏度和稳定性。

4.传感器的预热和稳定时间：在实际使用中，还应给传感器留出足够的预热和稳定时间。

由于温度和应变的变化通常不是瞬时的，给传感器足够的时间响应和稳定可以减小交叉敏感的影响。

通过控制预热和稳定时间，可以提高传感器的准确性和可靠性。

综上所述，光纤光栅传感器温度和应变交叉敏感问题的解决方案包括使用多个光纤光栅传感器、信号处理和补偿算法、优化材料和结构设计以及控制预热和稳定时间。

通过采用这些方案，可以提高测量的准确性和可靠性，从而满足实际应用需求。

光纤bragg光栅应变、温度交叉敏感问题解决方案光纤Bragg光栅是一种利用光纤中的布拉格衍射效应来实现应变和温度测量的传感器。

然而，在实际应用中，由于光纤Bragg光栅的应变和温度交叉敏感问题，常常导致测量结果的不准确和误判。

为了解决这一问题，人们不断进行研究和探索，提出了一系列的解决方案。

本文将介绍几种常见的解决方案，并对其优缺点进行评述。

一、优化光纤布拉格光栅传感器的设计传统的光纤Bragg光栅传感器通常采用单螺旋式布置的光纤，使得光纤在应变和温度作用下出现交叉响应。

为了解决这一问题，一种常见的解决方案是使用双螺旋式布置的光纤，通过对两个光栅信号进行差分处理，消除应变和温度的交叉响应。

这种方案可以有效提高测量的精度和准确性，但由于需要增加光纤的布置和信号处理的复杂性，成本较高。

二、引入额外的温度补偿方法另一种常见的解决方案是引入额外的温度补偿方法，通过对温度进行实时测量，并将测得的温度值作为修正因子，减小温度对应变测量的影响。

例如，可以通过在光纤附近布置温度传感器，并将其与光纤Bragg光栅传感器的测量信号进行比较，从而得到温度修正因子。

这种方法可以在一定程度上消除温度的交叉响应，提高应变测量的准确性，但需要增加额外的传感器和信号处理的复杂度。

三、采用多路光纤布拉格光栅传感器系统为了解决光纤Bragg光栅传感器应变和温度交叉敏感问题，人们提出了采用多路光纤布拉格光栅传感器系统的方案。

具体来说，可以在同一根光纤上布置多个Bragg光栅，每个Bragg光栅对应不同的应变或温度区域。

通过对这些光栅信号的测量和分析，可以得到更准确的应变和温度信息。

这种方案可以有效解决应变和温度交叉敏感问题，提高测量的精度和准确性。

然而，由于需要对多路光栅信号进行同时处理和分析，对信号处理的要求较高。

四、基于信号处理算法的解决方案为了进一步提高光纤Bragg光栅传感器的测量精度和准确性，研究者们开始探索基于信号处理算法的解决方案。

第09卷 第3期 中 国 水 运 Vol.9 No.3 2009年 3月 China Water Transport March 2009收稿日期：2009-03-10作者简介：汪冰冰（1984-），武汉理工大学硕士研究生。

光纤光栅传感器应变和温度交叉敏感问题汪冰冰，李 琪，王 宁（武汉理工大学 光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室，湖北 武汉 430070）摘 要：解决光纤光栅传感器波长信号的交叉敏感问题，实现温度和应力的区分测量是光纤光栅传感器应用中的一个必须面对的问题。

文章从理论上分析了引起交叉敏感的物理机制，全面地介绍了国内外各种解决此问题方案及最新进展，并对各种方案的其主要特点进行了分析。

关键词：光纤光栅；传感；交叉敏感中图分类号：TN253 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2009）03-0101-02引言作为传感元件，光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、灵敏度高、重复性好、质量轻、探头尺寸小、传输距离远等优点，目前已经在航天、航海、核工业、石油开采、电力系统、医疗、科学研究等领域得到了广泛的应用。

光纤光栅传感器的传感信号为波长调制，这一传感机制使其克服了受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素的影响。

但是光纤光栅传感器的波长信号中既包含了温度信息也包含了应变信息，如何将温度信息和应变信息分离开来是光纤光栅传感器技术中的一个关键问题。

一、物理机制根据耦合模理论可知，光纤布拉格光栅（Fibber Bragg Grating FBG）中心反射波长（Bragg 波长）为：B λ=2n eff Λ （1） 其中n eff 为导模的有效折射率，Λ为光栅周期。

由（1）式可知，光纤光栅的中心反射波长B λ随n eff 和Λ的改变而改变，而光纤布拉格光栅对于应变和温度都是敏感的，应变影响B λ是由弹光效应和光纤光栅周期的变化引起的，温度影响B λ则是由热光效应和热膨胀效应等引起的。