光纤激光器加速光纤传感应用

前言：

光纤传感取代电传感以呈大势所趋，而目前市场上的光纤传感绝大部分都是基于光波分复用（OWDM）的准分布式传感原理以及尚处于科研阶段的时域分布式（OTDR）光纤传感技术。可是两者都受制于各自的缺陷离大规模市场应用尚待时日，尤其是在更高要求的传感领域更是无法实现。

　　光纤传感

　　受电信、半导体和消费电子行业的推动，光电技术和光纤技术在20世纪90年代取的了巨大进展。尽管这些行业在近几年遭受很多阻力而陷入低谷，但是其中很多先进技术却在其它行业比如光纤传感得到了全面发展，呈现出另一番春天气息。光纤传感由于集成了在光纤技术、激光技术和光电探测等多领域所取得的巨大成就表现出极具活力和发展前途。同时，由于各相关光电子制造的成熟，它们的成本也大幅降低，大力推进了光纤传感的发展。

　　光纤传感比传统电子传感体积小、重量轻，但是它们传感速度更快、更敏感，拥有更宽的带宽。这根本的原因是它传感和传播的信号是要比电子好得多的光子，这使得单根光纤就可以构建成一个分布式或阵列式的传感网络，可以扩宽传感面积把探测到的光信号传播到远端。稍作改进，光纤本身就能够制作成许多光信号传播的器件（比如分束器、合束器、复用器，过滤器和延时线路），从而形成全光纤化的测量系统。

　　另外，由于光纤材料是绝缘的玻璃或塑料，使得光纤传感是抗电磁干扰的，因此它能够在十分接近巨大电器设备附近比如发动机、发动机稳定工作，它也能够大大降低雷电对传感器带来的可能破坏。同样地，由于光纤传感不会产生热量和火花，它在很多危险的环境下都很完全，比如在炼油厂、粮仓、矿井以及化学加工厂。标准的玻璃光纤在许多腐蚀性的环境和230℃温度下都不会失去性能，特种光纤甚至能够在温度高达650℃ 下也能正常工作。

　　光纤传感的种类

　　光纤作为一种物理媒介，很多因数都可以改变它的几何参数（如尺寸、形状）和光学参数（如折射率、模式）。然而不同于力求减少外部影响的光通讯应用，光纤传感反而是故意增强和测量这些外部因数对光纤的影响。光纤传感按探测外部扰动方式可分为外部传感与内部传感。

　　在外部传感系统里，光纤只是充当一个传输和接收光信号的通道。光纤外界的信号变化通常都控制在一个范围之内，在这个范围内的一个外部环境变化将会改变输入光子的已知参数。

　　内部传感器是光纤一体化的系统，外界环境的扰动会直接影响光纤本身从而使得在其内传输的光信号造成某种可被测量的变化。这种传感器一般比外部传感器敏感得多，因此它们更容易去探测外部未知的扰动。这种全光纤化的传感器在几何结构上更加灵活，并且大大简化了