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光纤光栅传感器的应用及研究
- 2019-04-10-

近日,科学院深圳先进技术研究院研究员吕建成、喻学锋与英国班戈大学教授陈险峰等合作,成功研制出基于黑磷的光纤光栅传感器,实现对重金属离子的超灵敏检测。

光纤光栅具有几个突出主要优点:
1)光的频率数量级为THz,其频带范围很宽,动态范围很大,不受电磁场干扰;
2)信号采用波长编码,不受光源强度的起伏、光纤微弯损耗引起的随机起伏和耦合损耗等因素的影响,对环境干扰不敏感;
3)光纤光栅的材料是二氧化硅,具有较强的耐腐蚀能力;
4)自定标和易于在同一根光纤内集成多个传感器复用;芯径细且柔韧,易于布设;
5)易于实现大面积分布式测量。
因此,光纤光栅传感器具有推动光纤光栅传感器进入前沿发展的潜力。
我国对光纤光栅传感器的研究相对晚一些, 目前我国的光纤传感器的产业化和大规模推广应用方面还远不能满足国名经济发展的需求。因此,近期的光纤传感技术研究和产业化特点是以成熟的光纤通信技术向光纤传感技术转化为重点。
目前对光纤光栅传感器的研究方向主要有以下几个方面:
1、对传感器本身及进行横向应变感测和高灵敏度、高分辨率、且能同时感测应变和温度变化的传感器研究;
2、对光栅反射信号或透射信号分析和测试系统的研究,目标是开发低成本、小型化、可靠且灵敏的探测技术;
3、对光纤光栅传感器的实际应用研究,包括封装技术、温度补偿技术、传感器网络技术。
4,开展各应用领域的专业化成套传感技术的研发,如航空航天、航海、土木工程、医学和生物、电力工业、核工业及化学和环境等。

目前限制光纤光栅传感器应用的主要障碍是传感信号的解调, 正在研究的解调方法很多, 但能够实际应用的解调产品并不多, 且价格较高。光纤光栅的信号解调,即波长微小移位的检测问题,是光纤光栅传感器能否实用化的关键。