通信与信息工程专业论文-光纤光栅传感技术应用设计
《2024年度面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统及帧结构研究》范文
《面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统及帧结构研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，光纤光栅传感技术已经广泛应用于各种领域，如土木工程、智能交通、环境监测等。
GPON（Gigabit-capable Passive Optical Network）作为一种高速、大容量的光接入技术，为光纤光栅传感数据的传输提供了强有力的支持。
因此，面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统的研究，以及其帧结构的研究，对于提高数据传输效率、保障数据传输的可靠性具有重要意义。
二、光纤光栅传感技术概述光纤光栅传感技术是一种基于光纤光栅的传感技术，其核心是光纤光栅。
光纤光栅是一种利用光纤材料的光敏性制成的光学器件，可以实现对温度、压力、应变等物理量的测量。
其优点在于测量精度高、抗干扰能力强、可实现分布式测量等。
三、面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统面向GPON的光纤光栅传感数据采集系统主要由传感器、数据采集模块、GPON传输模块等部分组成。
传感器将测量到的物理量转换为光信号，数据采集模块对光信号进行采样、量化、编码等处理，然后通过GPON传输模块将数据传输到上位机进行处理。
该系统的关键技术包括：1. 传感器技术：传感器是整个系统的核心部分，其性能直接影响到整个系统的测量精度和稳定性。
2. 数据采集技术：数据采集模块需要对传感器输出的光信号进行精确的采样、量化、编码等处理，以保证数据的准确性和可靠性。
3. GPON传输技术：GPON传输模块需要保证数据的高速、大容量传输，同时要保证数据的实时性和可靠性。
四、GPON帧结构研究GPON的帧结构是保证数据传输可靠性的关键因素之一。
GPON的帧结构主要包括帧头、帧数据和帧尾等部分。
其中，帧头包含了一些控制信息，用于指示帧的类型、长度等；帧数据则是实际要传输的数据；帧尾则用于帧的结束标识。
针对光纤光栅传感数据的传输，需要对GPON的帧结构进行优化设计。
具体来说，需要在帧头中加入一些与光纤光栅传感数据相关的控制信息，如数据的类型、采样率等；同时，要保证帧数据的长度适中，以适应GPON的高速、大容量传输特点；此外，还需要在帧尾加入一些用于错误检测和纠正的控制信息，以提高数据的传输可靠性。
光纤光栅传感方式的特征及优点论文
光纤光栅传感方式的特征及优点论文光纤光栅传感方式的特征及优点论文1.引言在对港口机械设备结构应力状态的监测中，主要有基于电阻应变电测技术的监测方法和基于光纤光栅传感技术的监测方法，其配套设备、数据采集原理、系统框架都存在巨大的差异。
2.电测式监测系统基本构成应变电测法的测量系统通常由应变片、应变仪、记录仪及计算分析设备等部分组成。
它的基本原理是:将应变片按构件的受力状况，合理的固定在被测构件表面，当构件受力变形时，应变片的电阻值就发生相应的变化。
通过电阻应变仪将这种电阻值的变化测量出来，并换算成应变值或输出与应变成正比的模拟电信号(电流或电压)，用记录仪器记录此电信号，再作分析与处理。
也可用分析设备或计算机按预定的要求直接接受模拟电信号并进行数据处理，从而得到应力、应变值或其他物理量。
基于电阻应变电测技术的港机金属结构远程在线监测系统基本框架图描述如下：3.光纤光栅式监测系统的基本构成光纤光栅式结构监测系统的设备通常包括以下几类:①光纤光栅应变传感器;②数据接收器;③光纤光栅解调器;④工控机(数据分析系统);⑤无线局域网+远程主机等(如果需要实现远程监测，则还需要在采集器中集成数据远程传输模块)。
综合看来，基于光纤光栅传感技术的港机金属监测方法系统一般框架图可以描述如下:此系统中，光纤光栅传感器直接埋入或粘贴在结构的表面，以进行结构状态的在线全程信号采集(其中包括用于结构关键部位健康状传感器和用于结构损伤诊断的传感器)，在结构上合理布置的。
再用多种复杂技术(时分，频分和波分)对光信号进行直接传输。
从重大工程结构上采集后的光信号，通过远程传输光纤网络，传输到健康监测和损伤诊断中心。
同时，可以在中心对数据采集方式进行远程调控。
4.两种方式的比较4．1传感原理比较①电阻应变测试技术。
电阻应变测试技术，它是采用电阻应变计(又称电阻应变片)作为传感元件将构件表面应变转化为电阻变化，然后用电阻应变仪把电阻变化转换成电压或电流变化，经放大并测量这种变化再用其他仪器记录，由所测应变换算出应力。
光纤光栅传感器原理及应用毕业论文
摘要光纤光栅作为近几十年来快速发展起来的新型光电子无源器件，在光纤通信和光纤传感领域得到广泛应用。
由于它具有体积小、灵活、无源、波长选择性好、带宽范围大、附加损耗小、极化不敏感、不受非线性效应影响、易与光纤系统连接以及偏振相关小等诸多优点，是一种应用前景非常广的光电子无源器件。
本论文对光纤光栅的发展、基本原理进行了详细介绍。
列举了几种光纤光栅的理论分析方法，并对耦合模理论和传输矩阵法进行了深入探讨。
还对光纤光栅的各种制作方法进行了比较，总结出它们的优缺点。
最后列举了一些光纤光栅的应用。
关键词：非均匀光纤光栅;耦合模理论;传输矩阵法;逐点写入法;光纤光栅传感器ABSTRACTThe fiber grating is a kind of new optoelectronic of passive components, which was quickly developed and widely applied in the areas of optical fiber communication and optical fiber sensing in recent decades. Optical fiber grating has many unique features, such as little size, light weight, flexible, passive, wavelength selective, wide bandwidth, small dissipation, polarization insensitive, unaffected by nonlinear effect and easy to connect with fiber optic system etc., which is one kind of optical passive components which has wide application prospects.This article details the development of fiber grating,the basic principle.And lists several theoretical analysis methods.It also studies coupled-mode theory and transfer matrix method deeply.It compares various production methods of fiber grating,and summarizes their advantages and disadvantages.At the last,the article lists a number of applications of the fiber grating.Keywords:Non-uniform fiber grating;Coupled-mode theory;Transfer matrix method;Point by point writing method;Fiber grating sensor目录摘要 (I)ABSTRACT (I)1、绪论 02、光纤光栅的基本原理 (2)2.1 光纤光栅 (2)2.2 光纤光栅谱 (4)2.3 非均匀光纤光栅 (4)3、光纤光栅理论的分析方法 (6)3.1 耦合模理论 (6)3.2 传输矩阵法 (10)4、光纤光栅的制作方法 (11)4.1 纵向驻波干涉法 (11)4.2 相位掩膜法 (12)4.3 振幅掩模法 (13)4.4CO激光逐点写入法 (13)25、光纤光栅的应用 (15)5.1光纤激光器 (16)5.2半导体激光波长选择与稳定器 (16)5.3光纤放大器增益平坦化器件 (16)5.4色散补偿与脉冲压缩 (17)5.5光纤光栅在光通信中的其他应用] (18)5.6光纤光栅传感器 (18)6、总结...........................................................................................错误!未定义书签。
《2024年光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用》范文
《光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用》篇一一、引言随着科技的不断发展，光纤光栅传感技术因其独特的优势，在众多领域中发挥着重要作用。
尤其在结构健康监测方面，光纤光栅传感技术的应用已经成为研究的重要方向。
本文将深入探讨光纤光栅传感技术的原理及其在结构健康监测中的具体应用。
二、光纤光栅传感技术概述光纤光栅传感技术是利用光纤光栅（FBG）对光信号进行调制和传输的技术。
光纤光栅是利用特殊的光纤工艺在光纤内部制作出的特殊光学滤波器，能够有效地实现对外界环境如温度、应力等物理量的精确感知和实时监测。
三、光纤光栅传感技术的原理光纤光栅传感技术主要基于光纤的布拉格效应（Bragg Effect）。
当光波在光纤光栅中传播时，由于布拉格效应的干涉作用，会形成特定波长的反射光谱，其波长会随外界环境的物理量变化而变化，通过测量这一变化可以获取环境物理量的信息。
四、结构健康监测的必要性结构健康监测是对建筑、桥梁、隧道等基础设施在运营过程中的安全性、稳定性及损伤状况进行实时监测。
这些设施的健康状况直接关系到人们的生命财产安全，因此对其进行有效的健康监测至关重要。
五、光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用1. 分布式监测：光纤光栅传感技术可以实现对结构的分布式监测，通过在结构内部布设大量传感器，实现对结构的全方位监测。
2. 高灵敏度：由于光纤光栅传感技术的高灵敏度，可以实时监测结构在微小应力、温度变化下的响应情况。
3. 长期稳定：相较于其他传感器，光纤光栅传感器具有长期稳定的特性，能够在恶劣环境中持续工作。
4. 抗干扰能力强：光纤光栅传感器不受电磁干扰，能够有效地在复杂环境中进行工作。
六、具体应用案例分析（此处可以举几个具体的例子来展示光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用，比如可以列举某个大型桥梁的健康监测案例，说明如何通过该技术实现对该桥梁的长期实时监测）七、总结与展望光纤光栅传感技术在结构健康监测中发挥了重要作用。
其独特的分布式监测、高灵敏度、长期稳定及抗干扰能力强等特点使其成为一种理想的结构健康监测技术。
光纤光栅传感网络技术研究与应用
光纤光栅传感网络技术研究与应用随着科学技术的发展，传感器在各个领域的应用越来越广泛。
其中，光纤光栅传感网络技术作为一种先进的传感器技术，具有高灵敏度、抗干扰能力强、传输距离远等优点，在工业生产、医疗卫生、建筑设施等领域得到了广泛应用。
本文将详细介绍光纤光栅传感网络技术的现状、研究方法及其应用，并展望未来的发展趋势。
光纤光栅传感网络技术是基于光纤光栅（FBG）的一种传感器技术。
光纤光栅是一种由光纤制造的周期性折射率变化的器件，通过对光纤的光学特性进行调制，实现对特定波长光的反射。
光纤光栅传感网络由多个光纤光栅和一个解调器组成，通过对反射光的波长变化进行测量，实现对外部物理量的感知。
该技术在其他相关领域也有着广泛的应用，如光纤通信、光学陀螺仪等。
目前，国内外对于光纤光栅传感网络技术的研究已经取得了很多成果。
在国外，一些知名的研究机构和企业，如美国的麻省理工学院、斯坦福大学、日本的东芝公司等，都在该领域进行了深入的研究和产品开发。
在国内，一些高校和科研机构，如清华大学、北京大学、中科院等，也在积极开展光纤光栅传感网络的研究工作。
在实现方法上，目前光纤光栅传感网络主要采用分布式和集成了两种方式。
分布式光纤光栅传感网络可以实现长距离的感知，但解调难度较大；集成式光纤光栅传感网络可以实现多个光纤光栅的集成，提高测量精度和响应速度，但测量距离较短。
还有一些研究小组尝试将光纤光栅与其他传感器进行结合，以实现多参数的测量。
光纤光栅传感网络技术在各个领域都有广泛的应用。
在工业生产中，可以利用光纤光栅传感器对生产过程中的各种物理量进行实时监测，如温度、压力、位移等，以提高生产效率和产品质量。
在医疗卫生领域，光纤光栅传感器可以用于实时监测病人体内的生理参数，如血压、体温等，为医生提供准确的诊断依据。
在建筑设施领域，光纤光栅传感器可以用于监测建筑物的变形、振动等，为建筑物的安全评估和预防性维护提供支持。
随着光纤光栅传感网络技术的不断发展，未来该领域的研究将更加深入和应用更加广泛。
光纤光栅传感技术的原理与应用
光纤光栅传感技术的原理与应用
光纤光栅传感技术是一种基于光纤的传感技术，利用光纤中的周期性折射率变化来实现对外界环境的测量和监测。
它在工业、医疗、环境监测等领域有着广泛的应用。
光纤光栅传感技术的原理是通过在光纤中制造周期性的折射率变化，形成一种光栅结构。
当光信号经过光纤光栅时，会发生光的衍射现象，从而改变光信号的传播特性。
这种变化可以用来测量外界的物理量，如温度、压力、应变等。
光纤光栅传感技术的应用非常广泛。
在工业领域，光纤光栅传感技术可以实时监测设备的温度、压力和振动等参数，从而实现对设备状态的监测和预警。
在医疗领域，光纤光栅传感技术可以用于监测患者的体温、呼吸和心率等生理参数，帮助医生做出准确的诊断和治疗决策。
在环境监测领域，光纤光栅传感技术可以用于监测水质、大气污染和地震等自然灾害，提供及时的数据支持。
与传统的传感技术相比，光纤光栅传感技术具有许多优势。
首先，光纤光栅传感器可以远距离传输信号，适用于需要长距离监测的场景。
其次，光纤光栅传感器具有高灵敏度和高分辨率，可以实现对微小变化的检测。
此外，光纤光栅传感器还具有耐高温、耐腐蚀和抗电磁干扰等特点，适用于各种恶劣环境条件下的应用。
光纤光栅传感技术是一种高精度、高可靠性的传感技术。
它在工业、
医疗、环境监测等领域的应用前景广阔。
随着技术的不断发展和创新，光纤光栅传感技术将进一步提升其性能和应用范围，为人们的生产和生活带来更多的便利和安全。
光纤光栅传感技术与工程应用研究共3篇
光纤光栅传感技术与工程应用研究共3篇光纤光栅传感技术与工程应用研究1光纤光栅传感技术与工程应用研究光纤光栅传感技术是一种重要的光学测量技术，有着广泛的应用领域。
本文将对光纤光栅传感技术的原理、发展现状、应用场景以及工程应用研究进行探讨。
一、光纤光栅传感技术的原理光纤光栅传感技术是一种基于光纤和光栅原理的测量技术。
它可以通过光纤上的一系列微小光学反射镜对光信号进行处理，将信号转换为电信号输出后，再加以分析。
光纤光栅传感技术主要包括光纤光栅模式（FBG）传感技术和长周期光纤光栅传感技术。
二、光纤光栅传感技术的发展现状近年来，光纤光栅传感技术在光学测量领域得到了广泛的应用。
目前，光纤光栅传感技术的发展呈现出以下几个趋势：1、研究对象普遍化。
光纤光栅传感技术不仅用于研究物理量，还可用于研究化学量和生物量等领域。
研究对象的普遍化拓宽了应用范围，使其更加广泛。
2、研究手段趋于多样化。
目前，光纤光栅传感技术在光学测量领域不仅可以使用光方法进行研究，还可以使用激光、声波等多种手段进行研究。
通过多种方式的研究，光纤光栅传感技术在不同研究场合下的应用效果均能得到充分的发挥。
三、光纤光栅传感技术的应用场景在光学测量领域中，光纤光栅传感技术常常被应用于以下几个场景：1、温度测量。
通过在光纤上安装光纤光栅，可以测量两个光纤光栅之间的长度差，从而得到物体的温度。
2、应力测量。
光纤光栅传感技术可以通过测量光纤的弯曲程度，得到物体的应力情况。
3、矿用传感。
在地下煤矿中，可以通过利用FBG光纤传感技术来监测岩石的应力变化，预防矿山灾害的发生。
4、流体探测。
在航天器中，利用光纤光栅传感技术来监测流体的液位和流量，能够保证物质交流的正常运行。
四、工程应用研究光纤光栅传感技术在工程中的应用已经得到了广泛的关注。
在建筑工程中，光纤光栅传感技术可以应用于结构物的安全监测和健康诊断。
在交通运输工程中，光纤光栅传感技术可以应用于汽车、火车、飞机等交通工具的安全监测和诊断。
光纤光栅传感器技术的研究与应用
光纤光栅传感器技术的研究与应用光纤光栅传感技术简介光纤光栅传感技术是一种新兴的传感技术，它是利用光纤光栅传输和接收光信号，实现对物理量和环境参数的检测和测量。
这种传感技术因其高温度稳定性、高灵敏度、高分辨率、抗电磁干扰等优点，具有在多个领域有应用前景。
光纤光栅传感技术的研究光纤光栅传感技术是光纤传感技术中的一种，它是将光纤和光栅相结合，形成一种特殊结构的传感器。
光栅具有折射率周期性的结构，能够产生对光波的反射，形成光反射信号，而借助于这个特殊结构，就可以实现对物理量和环境参数的检测。
光纤光栅传感技术的研究主要包括传感器的结构设计、光纤材料的选择、传感器的应变灵敏度和温度稳定性等方面的研究。
光纤光栅传感技术的应用光纤光栅传感技术具有多种应用场景，主要可以分为结构健康监测和环境检测两类。
1. 结构健康监测随着结构健康监测技术的发展，光纤光栅传感技术在工业和民用领域的应用越来越广泛。
例如，在航空航天领域，光纤光栅传感技术可以用于飞机结构的应力和应变检测，从而保证飞机的安全。
在铁路交通领域，光纤光栅传感技术可以用于铁路桥梁和隧道的健康监测。
在海洋工程领域，光纤光栅传感技术可以用于海底输油管道的监测，从而保证海底油气的开发和生产安全。
2. 环境检测光纤光栅传感技术可以应用于多种环境参数检测，包括温度、压力、电场等参数。
例如，在石化工业领域，光纤光栅传感技术可以用于液化天然气储罐的温度监测；在电气工程领域，光纤光栅传感技术可以用于高压电缆的测量和保护。
总之，光纤光栅传感技术以其独特的物理特性和多样的应用优势，在现代传感领域得到广泛的应用。
未来，随着技术的发展和普及，光纤光栅传感技术将会在更多的领域、更广泛的应用中发挥作用，为人类提供更多的安全和保障。
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天津理工大学2004届毕业设计第一章绪论光纤光栅是利用光纤材料的光敏性在光纤内建立的一种空间周期性折射率分布，其作用在于改变或控制光在该区域的传播行为与方式。
作为一种新型的光学器件，光纤光栅已经在诸多方面得到了不同的应用。
相信在不久的将来随着光纤光栅与其他技术的进一步结合，其可应用前景会更为广阔。
1.1光纤光栅的发展历史光纤技术自20 世纪60 年代末至今在不到30 年的时间里以惊人的速度发展成为信息技术领域中的支柱性高新技术。
然而, 随着现代社会对信息技术的更新更高的要求, 光纤通信、光纤传感技术正面临着新的挑战。
传统光学器件由于制作的复杂性和体积大而笨拙等原因无法适应新技术的要求。
因此光纤光栅应运而生。
光纤光栅是利用石英光纤的紫外光敏特性将光波导结构直接写在光纤中形成的光纤波导器件。
该技术最早出现于1978年，加拿大的K.O.Hill在掺锗光纤中，用488nm氩离子激光在光纤中产生驻波干涉条纹，首次发现了在掺锗光纤中的光致光栅现象，并制造出世界上第一条光纤光栅。
从此开创了光纤光栅发展的历史。
这种方法制作的Bragg光纤光栅反射滤波器的线宽可以很窄，反射率也较高，但只能制作反射波长和写入波相同的光纤反射器，通过加外力的方法使光栅的调谐范围较小，大大限制了他的应用。
此后由于制作工艺及应用的局限这项技术一直未得到进一步的发展，历经十年进展缓慢。
直到1989年，美国的Meltz等人利用两束干涉的紫外光从光纤的侧面成功地写入了光栅，研制成功Bragg光纤光栅滤波器。
Archambult等人也报道了用单个准分子激光器制作近100%反射率的Bragg光纤光栅滤波器的方法。
这标志着光纤光栅技术进入了快速发展的阶段。
此后随着写入方法的不断改善；光敏性的逐渐提高；各种特种光栅也相继问世；同时光纤光栅的应用前景也得到了广泛的关注。
特别是近年来光纤光栅在光通信、光纤激光器和光纤传感器等领域的应用越来越受到人们的重视，取得了令人瞩目的成就。
随着光纤光栅技术的不断成熟和商用化, 专家们预言, 从光纤通信、光纤传感到光计算机和光信息处理的整个光纤领域将发生一次变革性飞跃。
光纤光栅的出现将改革人们在光纤技术应用中的传统设计思想, 可以说光纤光栅技术是继掺铒光纤放大器(EDFA ) 技术之后光纤技术发展的又一个新的里程碑。
光纤光栅在应用上的一个重大突破就是使各种光学器件的全光纤化和集成化成为可能。
诸如光纤光栅激光器、光纤光栅滤波器、分接头、波分复用器及解复器等器件的研究都取得了相当快的进展。
光纤光栅以其造价低、稳定性好、体积小、抗电磁干扰等优良性能，被广泛应用于光纤通信和光纤传感等各个领域。
尤其是它易于集成的特性，使得全光纤一维光子器件集成成为可能。
此外, 作为信息摄取的光纤光栅传感器及其应用——即3S1天津理工大学2004届毕业设计系统（Smart Material, Smart Structure, Smart Skin）已经引起科学界极大关注并成为研究热点。
这是一种将光纤光栅技术、光纤神经网络、光纤致动仪器有机的结合为一体，把光纤光栅埋入或贴附在飞机、船舶、坦克等运载体表面或建筑体（楼房、桥梁、大坝等）承力件外蒙皮的复合材料中，可制成灵敏材料、灵敏结构和灵敏皮肤的智能传感系统。
这些研究成果对全光信息发展的巨大推动作用可能会大大超出人们的想象。
3S系统的出现标志着对光纤光栅技术的研究又进入个一个崭新的时代。
1.2光纤光栅的分类光纤光栅是光纤导波介质中物理结构呈周期性分布的一种光子器件，根据物理机制的不同，可分为蚀刻光栅和折射率调制的位相光栅两类。
前者在光纤结构中形成明显的物理刻痕，后者主要在纤芯中形成折射率周期分布。
在学术研究和实际应用等各方面后者均占主导地位。
因此，通常所说的光纤光栅指的是折射率调制的位相光栅。
依据不同的分类标准可以把光纤光栅分类如下：一、根据成栅机制的不同分类：根据成栅机制光栅可以分为三种类型，分别称之为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型（ⅡA型）光纤光栅。
1. Ⅰ型光纤光栅：连续或者能量较弱的多个脉冲光波在光敏光纤中形成的传统意义上的光折变光栅被称之为Ⅰ型光栅。
它有较理想的透射谱，反射率可以达到百分之几十，满足布拉格条件时短波一侧没有明显的的耦合损耗，但由于在比较低的温度下光栅会开始变弱或消失，因此热稳定性差。
2. Ⅱ型光纤光栅：由单个能量密度很高的光脉冲曝光形成。
能量非均匀的激光脉冲被纤芯石英强烈放大造成纤芯物理损伤，从而产生了光栅现象。
Ⅱ型光栅的主要特点体现为：对蓝、绿光不敏感，带宽较大(1～5nm)；具有很强的将光能耦合到包层或辐射模中的能力，但也因此造成较大的插入损耗；同时在满足布拉格条件时反射谱短波一侧有很强的传输损耗。
但，相对Ⅰ型光纤光栅这种类型的光栅在应用领域具有一个显著的优点——很好的热稳定性，在800℃环境中放置24小时后其反射率无明显变化，在1000℃环境中放置4小时后大部分光栅才消失，这个特点使Ⅱ型光栅可以工作在极其苛刻的温度环境中。
3. Ⅲ型光纤光栅：又称ⅡA型光纤光栅。
在对Ⅰ型光栅进行过量曝光时发现了这种类型的光栅[7]。
其反射率可达100％。
区别于Ⅰ型、Ⅱ型光栅的是：Ⅲ型光纤光栅随着曝光量的增加其折射率呈负增长趋势。
在热稳定性方面Ⅲ型光栅介于Ⅱ型光栅与Ⅰ型光栅之间，同样适用于高温工作环境。
二、根据空间周期和折射率分布的不同分类：2天津理工大学2004届毕业设计3根据空间周期和折射率分布特性大致可将光纤光栅分为以下几种类型：均匀周期光纤布拉格（FBG ）光栅、长周期光纤光栅、闪耀光纤光栅、啁啾光纤光栅、相移光纤光栅、超结构光纤光栅、Tapered 光纤光栅及Moire 光纤光栅。
下面分别阐述这些光纤光栅的定义及其特性：1. 均匀周期光纤布拉格光栅（FBG ）均匀周期光纤布拉格光栅（FBG ）是一种单模掺锗光纤经紫外光照射成栅技术形成光纤型布拉格光栅。
成栅后的光纤纤芯折射率呈现周期性分布条纹并产生布拉格光栅效应。
其结构、折射率分布与光谱特性如图1.1所示。
这种光栅的基本光学特性就是以共振波长为中心的窄带光学滤波器。
均匀周期光纤布拉格光栅（FBG ）折射率调制深度一般为10-3～10-5，它具有较窄的反射带宽和较高的反射率。
而且，它的反射带宽和反射率可以根据需进行相应的调节。
2. 长周期光纤光栅所谓长周期光纤光栅，是指它的栅格周期远远大于一般的光纤光栅，可达到几十到几百微米。
与布拉格光栅不同它是一种透射型的光纤光栅，所起的作用不是将光反射回去，而是将其耦合到包层中损耗掉。
长周期光纤光栅除具有插入损耗小、易于集成等优点外，还是一种性能优异的波长选择性损耗元件，对环境的变化反应较其他的光栅也更加灵敏。
3. 闪耀光纤光栅闪耀光栅与前两种光栅的明显不同在于其光栅平面与光纤轴向有一定的夹角。
这主要是由于在光栅制作过程中，紫外侧写光束与光纤轴不严格垂直所导致的。
由于当夹角很小时该种光栅可以将一种导模耦合到另一种导模之中，因此常用来制作模式转换器。
4. 啁啾光纤光栅啁啾光栅是一种非均匀光纤光栅，栅格间距不等，光栅周期具有非均匀特性。
进一步可将其分为线性啁啾光栅和分段啁啾光栅[17]两大类别。
Wavelength T r a n s m i s s i o n Λ λbroad - λB λbroad λB Bragg grating Fiber core Cladding K k f k i Index modulation 图1.1 均匀周期光纤布拉格光栅的结构、折射率分布及光谱特性天津理工大学2004届毕业设计4线性啁啾光纤光栅纤芯的折射率在整个区域内沿轴向单调、连续、准周期线性变化，折射率调制深度为常数，如图1.2所示。
该类型的啁啾光纤光栅能产生大而稳定的色散, 在光通讯中被用作色散补偿器来补偿光传输中的色散； 此外,它还可作为测量温度和应变的传感器。
分段啁啾光纤光栅的栅格周期沿纤芯轴向在分段区域内单调、连续、准周期线性变化，而折射率调制深度为常数。
无论是线性还是分段啁啾光栅都具有一个普遍的特点：反射带宽远远大于均匀周期光栅的带宽，有的甚至可宽达几十纳米，因此啁啾光栅在色散补偿、光纤放大器的增益平坦和光纤激光器的性能优化等多方面得到了广泛的应用。
5. 相移光纤光栅相移光栅是在常规均匀周期光纤光栅的某一特定部位引入一定的相移，产生两个相互异相的光栅。
相移光栅的主要特点是可以在周期性光栅光谱阻带中打开透射窗口，允许某一波长的光注入到均匀光栅的阻带。
这就意味着这类光栅可对某一波长或多个波长进行选择。
相移光栅的这个显著特点被充分应用于滤波、波分复用、单频光纤激光器以及铒光纤增益平坦等研究领域。
6. 超结构光纤光栅超结构光纤光栅及取样光栅是利用方波函数对光纤布拉格光栅或啁啾光栅的折射率分布进行调制而形成的光栅，因此它既有布拉格光栅或啁啾光栅的反射特性，又具有长周期光栅的包层模耦合特性。
其反射谱具有一组分立的反射峰。
由光纤布拉格光栅调制而成的超结构光纤光栅可应用于梳状滤波器、多波长光纤激光器及光纤传感等多个领域的研究。
而由啁啾光纤光栅调制而成的超结构光纤光栅,在色散补偿方面具有更广泛的研究前景。
除上述六种类型的光纤光栅以外还存在着其他均匀或非均匀的光纤光栅，如Tapered 光纤光栅、Moire 光纤光、重叠写入光栅等等。
这些不同种类的光栅都具有自己独特的性能特点，在光纤通信、光纤传感等诸多领域中扮演着不同的角色。
推动了全光技术的迅速发展。
1.3 光纤光栅传感技术应用概况图1.2 线性啁啾光纤光栅栅格分布及光谱特性示λbroad - λB λbroad λB Fiber core Cladding short λ long λ天津理工大学2004届毕业设计自从人们把光纤光栅用于传感，光纤光栅传感器以其独特的优势对传统的电传感器等提出了全新的挑战。
虽然这项新技术还有很多应用仍然停留在实验室阶段，仍然有一些问题没有解决，但也有很多技术已经进入了实用阶段，它们正在逐渐改变着人们的生产和生活。
在航空航天工业中，光纤光栅传感器有着重要应用，仅波音公司就注册了很多光纤光栅传感器的技术专利。
在先进复合材料来制造的航空航天器中很容易埋入光纤光栅传感器,实现飞行器运行过程中的性能监视。
美国国家航空和宇宙航行局在航天飞机X-33上安装了测量应变和温度的光纤光栅传感网络，他们还研究在常温和低温条件下复合材料高压容器的光纤光栅和干涉传感器。
兰利研究中心和汉普顿大学合作开发用于空气动力学装置的光纤光栅剪切应力监测传感器。
Blue Road Research联合美国海军空战中心和波音幻影工作组，光纤光栅传感器对飞机的粘和接头完好性进行了评估。
加拿大的一个光子研究小组提出用光纤光栅传感器测量飞机喷气涡轮发动机系统的压力和温度。