光纤布拉格光栅温度传感器响应
光纤布拉格光栅金属化保护及温度传感特性
南昌大学硕士学位论文光纤布拉格光栅金属化保护及温度传感特性姓名：***申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：***20070601第二章光纤传感及光纤光栅现代信息技术是由信息的采集、传输和处理技术组成，因此传感器技术、通信技术和计算机技术成为信息技术的三大支柱。
特别是当今社会己进入了以光纤通信技术为主要特性的信息时代，光纤传感技术代表了新一代传感器的发展趋势。
光纤传感器产业已被国内外公认为最具有发展前途的高新技术产业，它以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。
２．１光纤及光纤传感技术我国光纤传感器的研究于７０年代末开始［４０ｌ。
目前，研究工作主要集中在大学和研究所。
清华大学、武汉理工大学、华中理工大学、重庆大学、西安石油大学、哈尔滨工业大学、南京大学以及南京航空航大大学等高校以及核工业总公司九院、电子工业部１４２６所等研究院所都在从事光纤传感器的研究。
研究内容覆盖面也较广，包括用于测量应变、振动、电流、电压、磁场、温度、水声、转动等许多物理量的光纤传感器，以及利用光纤传感系统对材料和结构的健康状况进行监测。
２．１．１光纤结构光纤是光导纤维的简称，光纤结构通常如图２．１所示同轴圆柱体，从外层到内层依次为涂覆层（ｃｏａｔｉｎｇ）、包层（ｃｌａｄｄｉｎｇ）和纤芯（ｃｏｒｅ）。
光波在纤芯内沿轴向传播，包层对纤芯中传输的光波起约束作用，同时对纤芯起保护作用，涂覆层则对包层和纤芯起保护作用。
图２．１光纤结构图便于形成规模生产。
光纤光栅由于具有上述诸多优点，因而具有广泛的应用【４”。
光纤光栅工作原理是：当宽带光源从光纤光栅一端输入时，由于光栅折射率的周期性变化，使纤芯中的正向和反向传输的电磁波相互耦合。
如电磁场满足布拉格（Ｂｒａｇｇ）条件，则功率全部耦合到反向传输波中，形成全反射。
即入射宽带光，遇到Ｂｒａｇｇ光栅的时候，只有与光栅常数匹配的特定频率的光才能被反射回来。
检测反射光谱峰值或传输光谱凹陷中心的位置，就可检测到由外界引起的光栅参数的变化，从而测出外界的扰动。
光纤布拉格光栅传感器测量温度和应变的原理
光纤布拉格光栅传感器测量温度和应变的原理光纤布拉格光栅传感器，简称FBG传感器，这可是个神奇的东西哦！它不仅可以测量温度，还能测量应变，简直就是个万能的小助手。
今天，我就来给大家聊聊这个神奇的小家伙是怎么工作的，让我们一起揭开它的神秘面纱吧！我们来了解一下FBG传感器的基本结构。
它是由一系列周期性折射率不同的光纤组成的，这些光纤就像一根根细细的琴弦，当光线通过它们时，会发生折射现象。
而这种折射现象正是FBG传感器测量温度和应变的关键所在。
FBG传感器是如何测量温度的呢？其实，这就要靠那些神奇的光纤了。
当阳光或者光源照射到光纤上时，光纤中的原子会吸收一部分光线，使得光线在光纤内部发生反射。
而反射回来的光线经过多次反射后，最终到达了FBG传感器的检测器。
检测器会根据反射光线的强度和时间变化来计算出光纤的温度。
是不是很厉害啊！我们再来聊聊FBG传感器是如何测量应变的。
其实，这也是利用了光纤的折射现象。
当FBG传感器受到外力作用时，光纤会发生形变，从而导致折射光线的变化。
而这种变化又被检测器捕捉到，从而计算出了应变的大小。
是不是感觉FBG传感器就像一个神奇的变形金刚一样，可以感知到周围的变化呢！FBG传感器有哪些应用呢？其实，它的应用范围非常广泛。
在建筑行业中，它可以用来检测混凝土的结构变化；在医疗行业中，它可以用来监测人体的生理指标；在汽车制造行业中，它可以用来检测车身的变形情况。
只要有需要测量温度和应变的地方，FBG传感器都可以派上用场哦！当然啦，虽然FBG传感器非常神奇，但它也有一些局限性。
比如说，它的灵敏度有限，不能用来检测非常微小的应变；而且，它的精度也有一定的误差。
随着科技的发展，相信这些问题都会得到解决的。
今天关于光纤布拉格光栅传感器测量温度和应变的原理就给大家介绍到这里了。
希望对大家有所帮助哦！下次再见啦！。
光纤布拉格光栅温度应力传感器要点
光纤布拉格光栅温度应力传感器崔丽10401067摘要：光纤光栅传感器是一种新型的波长编码传感器，与传统的“光强型”和“干涉型”光纤传感器相比，具有很强的抗干扰能力，为温度、应力、应变等物理量的精确测量提供了很好的方法。
本文在对光纤布拉格光栅温度和应力传感原理分析的基础上，讨论了多种解决交叉敏感问题的方法，归纳出建立“复用”传感器的一般方法。
文章同时给出了基于悬臂梁结构的传感器，其位移与Bragg波长的关系，进而提出了光纤光栅位移和温度“复用”传感器的基本结构和原理。
关键词：光纤布拉格光栅；温度；应力；传感器1. 引言光纤光栅是近几年发展最快的光纤无源器件之一。
自从1978年加拿大渥太华通信研究中心的K. O. Hill等人首次在掺锗石英光纤中发现光纤的光敏效应，并采用驻波写入法制成世界上第一只光纤光栅[1,2]开始，直到1989年，美国联合技术研究中心的G. Meltz等人实现了光纤Bragg光栅(FBG)的UV激光侧面写入技术[3]，才使得光纤光栅的制作技术实现了突破性的进展。
其后，1993年，K. O. Hill等人提出了相位掩膜制造法，光纤光栅的制造技术得到了更进一步地发展[4]，使它灵活的大批量制造成为可能，之后，光纤光栅器件逐步走向实用化。
光纤传感技术是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而迅速发展起来的，一种以光为载体、光纤为媒质、感知和传输外界信号(被测量)的新型传感技术。
光纤光栅传感器是一种用光纤布拉格光栅（FBG）作敏感元件的功能型光纤传感器。
自1989年Morey报道[5]将其用于传感技术以来，光纤光栅在传感领域的理论和应用研究引起了人们的极大兴趣[6-9]。
光纤光栅通常是通过外界参量对布拉格中心反射波长的调制来获取传感信息的。
作为一种波长调制型的光纤传感器，它除了具有普通光纤传感器抗电磁、抗腐蚀、耐高温、重量轻、体积小等优点外，与传统的“光强型”[10]和“干涉型”[11]光纤传感器相比,还具有自身独特的优点[12-14]：探头结构简单，尺寸小，易于与光纤耦合，耦合损耗小；与光源强度、光源起伏、光纤弯曲损耗、光纤连接损耗、光波偏振态无关，因此它具有很强的抗干扰能力；并且易于采用波分复用、时分复用和空间复用技术构成光纤光栅智能传感网络，实现分布式多点实时在线传感；同时测量对象广泛，易于实现多参数传感测量，所以广泛用于温度、应力、应变等物理量的测量[15-16]。
《光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计》
《光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计》光纤Bragg光栅温度-应变解调仪设计一、引言随着科技的飞速发展，光纤传感器技术已经在许多领域得到广泛应用，特别是在测量温度和应变等物理量方面。
光纤Bragg 光栅（FBG）作为一种重要的光纤传感器元件，具有高灵敏度、高分辨率和高稳定性等优点，被广泛应用于各种工程结构健康监测和安全防护系统中。
因此，设计一款高效、准确的光纤Bragg 光栅温度/应变解调仪具有重要意义。
本文将详细介绍光纤Bragg 光栅温度/应变解调仪的设计思路、方法及关键技术。
二、系统设计目标本设计旨在开发一款高精度、高稳定性的光纤Bragg光栅温度/应变解调仪，能够实现快速、准确地测量光纤Bragg光栅的反射光谱，从而实现对温度和应变的实时监测。
该解调仪应具备以下特点：1. 高精度：能够精确测量光纤Bragg光栅的反射光谱，从而得到精确的温度和应变数据。
2. 高稳定性：解调仪应具有良好的稳定性，能够在不同环境下保持较高的测量精度。
3. 快速响应：解调仪应具有快速的响应速度，以满足实时监测的需求。
三、系统设计方案（一）硬件设计光纤Bragg光栅温度/应变解调仪的硬件部分主要包括光源、光纤Bragg光栅、光谱分析仪、数据处理单元等部分。
其中，光源用于提供稳定的光源信号，光纤Bragg光栅用于反射特定波长的光信号，光谱分析仪用于分析反射光谱，数据处理单元用于处理和分析光谱数据，得出温度和应变数据。
（二）软件设计软件部分主要负责控制硬件的工作流程，并对数据进行处理和分析。
软件应具备以下功能：1. 控制光源发出稳定的光源信号。
2. 控制光谱分析仪对反射光谱进行扫描和分析。
3. 对光谱数据进行处理和分析，得出温度和应变数据。
4. 显示和存储测量结果。
四、关键技术及解决方案（一）光谱分析技术光谱分析是光纤Bragg光栅温度/应变解调仪的核心技术之一。
本设计采用高分辨率光谱分析技术，通过扫描反射光谱，得到光纤Bragg光栅的反射波长，从而计算出温度和应变数据。
光纤布拉格光栅温度灵敏性的实验研究
第31卷第4期2005年7月 光学技术OPTICAL TECHN IQU EVol.31No.4J uly 2005 文章编号:100221582(2005)0420497203光纤布拉格光栅温度灵敏性的实验研究Ξ张晓晶,武湛君,张博明,吴春涛,杜善义(哈尔滨工业大学复合材料研究所,黑龙江哈尔滨 150001)摘 要:在-150～550℃的温度范围内测量了光纤布拉格光栅中心反射波长的温度灵敏性。
光栅波长的温度响应是非线性的。
通过对试验数据的三次多项式进行拟合分析,结果表明:波长为1500nm左右的光栅具有相同的温度敏感性;波长对温度变化的响应(ΔλB/ΔT)主要是由折射率的变化(d n/d T)引起的,d n/d T随着温度的降低而减小;得到了温度灵敏系数关于温度的二次表达式,并给出了在-150～550℃温度范围内波长变化的快速估算。
关键词:光纤布拉格光栅(FB G);温度灵敏度系数;热光效应;折射率中图分类号:TN253 文献标识码:AExperimental investigation on temperature sensitivity of f iber Bragg gratings ZH ANG X iao-jing,WU Zhan-jun,ZH ANG Bo-ming,WU Chun-tao,DU Shan-yi(Center for Composites,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China) Abstract:The temperature dependence of the reflection wavelength of fiber Bragg gratings was measured at-150～550℃.The non2linear temperature dependence of the Bragg graings wavelength was demonstrated.Three2order polynomial curves were used to fit the experimental data.The result shows that the Bragg gratings with about1500nm wavelength have the same temperature sensitivity.The wavelength dependence reflection(ΔλB/ΔT)corresponds to the refractive index de pendence (d n/d T),d n/d T decreases with lower temperature.The function of second degree of temperature sensitivity coefficient is ob2 tained.The rapid estimative value for wavelength shift at-150～550℃is provided.K ey w ords:fiber Bragg gratings(FB G);temperature sensitivity coefficient;thermo2optic effect;refractive index1 引 言由于光纤布拉格光栅(fiber Bragg gratings, FB G)具有体积小、重量轻和所固有的安全性等独特优势,所以已广泛应用于桥梁、建筑物、海洋平台等结构的健康监测中。
布拉格光纤光栅动态温度传感滞后性的研究
中图分类号： Ｔ Ｐ ２ １ ２
文献标识码： Ａ
文章 编号 ： １ ６ ７ ４ — ０ ９ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ｌ （ ｂ ） 一 ０ ０ ４ ６ 一 Ｏ １
世 界上 第一 根 光纤 Ｂ ｒ ａ ｇ ｇ 光栅 （ Ｆ Ｂ Ｇ） 诞生于１ ９ ７ ８ 年， 由加 拿 宽 为 ０ ． ３ ５ ｎ ｍ） 连 接 光源 发 射装 置和 光谱 分 析仪 （ Ａｇ ｉ ｌ ｅ ｎ ｔ ８ ６ １ ４ ０ ， 大 通信 研 究 中心 的Ｈｉ ｌ ｌ … 等 发 明。 光 纤布 拉 格光 栅 （ Ｆ Ｂ Ｇ ） 相 比较 分 辨 率为 ０ ． ０ ５ ｎ ｍ） ， 首先 测 量 布 拉 格 光 纤 光 栅在 室 温 （ ２ ０。 ） 时
：
化。 因为 裸光 纤 反射 波长 中心 与光 纤 的 折射 率 和栅 格 周期 有 关 ， 所
以裸 光 纤的反 射 波长 与光 纤 的热 膨 胀 效 应 和栅 格 的周 期有 关 。 但
８ ｎ ｅ ｅ ２ ａ ｒ Ａ＋ ２ Ｏ ｒ
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■ ——一
一
１ ５ ５ ３ ． １ ｌ ５ ５ ３
反射波长 与时间关系
１ 理 论 分析
满 足 布拉 Leabharlann 光 纤 光 栅 （ Ｆ Ｂ Ｇ） 条 件 的反 射 波长 被 反射 回来 ，
其 布拉 格 光 栅方 程 … 为
２ ＝２ ｎ。 Ａ
１ ５ ５２ ． ９ ｌ ５ ５２ ８
１ ５ ５ ２ ． ７ ０ ５ １ ０ １ ５ ２ ０ ２ ５ ３ Ｏ
公式中九 为布 拉 格光 纤 光 栅 的 反射 波长 中心 位 置 ， ｎ 为 布拉 格 光 纤 光 栅 的 有效 折射率 ， 人 为 布 拉 格 光 纤光 栅 的 周期 。 当布 拉格 光纤 光栅 （ ＦＢ Ｇ ） 外界 因素 发 生 变化 时 （ 如温度 ， 压强， 应 力等 ） ，
布拉格光纤光栅动态温度传感滞后性的研究
布拉格光纤光栅动态温度传感滞后性的研究作者：柳翔来源：《科技创新导报》2013年第02期摘要：温度是影响布拉格光纤光栅参数重要特性之一，在应用温度传感器时往往会忽视动态温度传感的滞后性，设计实验观察降温过程中温度响应的滞后性。
从理论分析了光纤光栅为什么会产生滞后效应以及解决方法。
关键词：布拉格光纤光栅（FBG）动态传感温度滞后性中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（b）-00-01世界上第一根光纤Bragg光栅（FBG）诞生于1978年，由加拿大通信研究中心的Hill[1] 等发明。
光纤布拉格光栅（FBG）相比较传统的光纤光栅做敏感元件的传感器具有很大的优势，如体积小、精度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、结构形式灵活、测量对象广泛、分布或者准分布式测量、耐久性好，响应速度快，传输距离远等[2-3]。
因此它逐渐在各个领域取代传统的传感器，而且布拉格光纤光栅应用领域十分广泛，如隧道、桥梁、航天、水坝、电子电器，海洋监测等。
布拉格光纤光栅（FBG）是利用写入技术在裸光纤芯一段范围内写入具有一定特定周期栅格制成的。
一段光源谱宽带范围内的激光打入布拉格光纤光栅会选择性反射出特定的反射波长，其反射波长的中心位置与光纤纤芯刻入的栅格周期和光纤有效折射率有关。
1 理论分析满足布拉格光纤光栅（FBG）条件的反射波长λB被反射回来，其布拉格光栅方程[4]为公式中为布拉格光纤光栅的反射波长中心位置，neff为布拉格光纤光栅的有效折射率，Λ为布拉格光纤光栅的周期。
当布拉格光纤光栅（FBG）外界因素发生变化时（如温度，压强，应力等），反射波长λB会发生漂移，因此由公式（1）可以发现布拉格光纤光栅（FBG）的反射波长λB与光纤有效折射率和光纤光栅的栅格周期有关。
而上述的外界因素会使布拉格光纤光栅（FBG）有效折射率和栅格周期发生变化，外界的温度变化导致λB漂移是由热膨胀效应和热光效应引起，布拉格光纤光栅的热胀伸缩效应和光纤有效折射率并非是常数且随温度T有关[6]。
光纤布拉格光栅温度传感特性与实验研究_张磊 (1) (1)
现代测量与实验室管理2006年第4期 文章编号:1005-3387(2006)04-0003-04光纤布拉格光栅温度传感特性与实验研究张 磊1 莫德举1 林伟国1 韩杏子2(1.北京化工大学信息科学与技术学院,北京 100029 2.北京理工大学,北京 100081)摘 要:从光纤布拉格光栅温度传感模型出发,对光纤布拉格光栅温度传感的理论进行了分析,并通过实验对裸光栅的温度特性进行了研究,推导出了光纤布拉格光栅温度传感的一阶有效线性灵敏度系数的解析式。
实验结果表明,光纤光栅在所测温度范围内具有良好的线性特性,与理论结果基本一致。
表明光纤光栅温度传感的理论模型具有良好的实验基础。
关键词:光纤布拉格光栅;温度传感;光纤传感器中图分类号:TB96 文献标识码:A0 引言自1989年M orey报道将光纤光栅用于传感以来[1],光纤光栅在传感领域的理论和应用研究引起了人们的极大兴趣。
光纤光栅是波长编码传感器,与传统的“光强型”和“干涉型”光纤传感器相比,具有以下优点[2,3]:与光源强度、光源起伏、光纤弯曲损耗、光纤连接损耗、光波偏振态无关,因此它具有很强的抗干扰能力,并且易于采用波分复用、时分复用和空间复用技术构成光纤光栅智能传感网络,实现分布式多点实时在线传感,广泛用于温度、应力、应变等物理量的测量。
随着光纤光栅各项技术的发展,其成本也将更加富有市场竞争力,因此具有广阔的前景。
1 光纤布拉格光栅传感机理由耦合模理论可知,光纤布拉格光栅的中心反射波长应满足[4]λB=2n effΛ(1)式中,n eff为纤芯的有效折射率;Λ为栅格周期。
由式(1)可以看出,光纤布拉格光栅的反射波长随n eff和Λ的改变而改变。
因此,当外界条件变化引起这两个参数变化,通过测得反射波长的变化就可以测量外界物理量。
2 光纤布拉格光栅温度传感模型2.1 光纤光栅温度传感模型分析的前提假设外界温度改变会引起光纤光栅Bra gg波长的移位。
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目录1 绪论 (1)1.1 研究目的及意义 (1)1.2 光纤光栅发展历史 (2)1.3 光纤光栅传感的优点 (3)1.4 光纤光栅传感的发展和应用情况 (4)1.5 存在的问题 (6)1.6 论文的主要内容及工作 (7)2. 光纤光栅的简介 (8)2.1 光纤光栅的分类 (8)2.2 光纤光栅高温传感器的封装工艺研究 (10)2.2.1 现有封装工艺分析 (10)2.2.2 光纤光栅高温传感器的封装工艺 (12)2.3 光纤光栅制作技术 (13)2.3.1 干涉写入法 (13)2.3.2 逐点写入法 (14)2.3.3 组合写入法 (14)3. 光纤布拉格光栅传感原理 (16)3.1 光纤光栅传感原理 (16)3.2 光纤布拉格光栅耦合模理论 (17)3.2.1 光纤布拉格光栅特性 (17)3.2.2 耦合模理论[26] (19)3.3 光纤布拉格光栅温度传感原理[28] (25)3.4 FBG温度传感器的响应时间 (27)3.4 光纤布拉格光栅解调技术 (30)3.4.1 非平衡M-Z光纤干涉仪法 (30)3.4.2 可调谐光纤F-P滤波法 (32)3.4.3 匹配光栅法 (32)4. 系统的设计 (34)4.1 光纤光栅温度传感系统 (34)4.2 高温测试的分析 (34)4.3 FBG温度传感器响应时间的测试 (35)4.4 实验仿真 (36)5 结论 (43)参考文献 (44)致谢 (46)1 绪论1.1 研究目的及意义光纤传感技术是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而迅速发展起来的一种以光为载体、光纤为媒质、感知和传输外界信号（被测量）的新型传感技术。
光纤布拉格光栅是用光纤布拉格光栅（FBG）作敏感元件的功能型光纤传感器，以其抗电磁干扰、灵敏度高、体积小等优点，越来越广泛应用于传感器领域。
将其埋入材料或者结构，以通过光纤布拉格光栅传感器的传感特性监测内部的物理变化如应变、温度、压力，进行全面有效的在线实时监测，增加对材料制造过程中以及工作期间的状态透明度。
与传统的传感器相比，光纤光栅传感器具有自己独特的优点:1.传感头结构简单、体积小、重量轻、外形可变，可测量结构内部的应力、应变及结构损伤等，稳定性、重复性好;2.易与光纤连接、低损耗、光谱特性好、可靠性高;3.具有非传导性，对被测介质影响小，又具有抗腐蚀、抗电磁干扰的特点，适合在恶劣环境中工作;4.轻巧柔软，可以在一根光纤中写入多个光栅，构成传感阵列，与波分复用和时分复用系统相结合，实现分布式传感;5.光纤光栅传感器不受光源的光强波动、光纤连接及祸合损耗、以及光波偏振态的变化等因素的影响，有较强的抗干扰能力;6.高灵敏度、高分辨力。
正是由于这些独特的优点，使得光纤布拉格光栅已成为目前最具有发展前途，最具有代表性的光纤无源器件之一，其应用领域也日渐扩展。
温度传感是光纤布拉格光栅传感器最重要的应用之一。
光纤布拉格光栅反射波长的漂移量是其在温度传感理论中的重要参数。
作为温度传感元件，人们希望光纤布拉格光栅具有大的温度灵敏度，以期获得高的温度分辨率。
然而，由于光纤光栅材料的热光系数和热膨胀系数都较小，光纤光栅的温度灵敏度非常低，并且裸光栅本身易损坏，这些问题严重影响着光纤光栅在传感领域的应用。
并且，光纤布拉格传感器在进行高温测试时能测量的温度有所局限，不能满足目前某些特定领域的测量。
因此，为了解决这些问题，本课题着重对用光纤布拉格传感器应用到高温测试以及光纤布拉格温度传感器响应时间测试进行研究。
1.2 光纤光栅发展历史1978年，加拿大渥太华通信研究中心的K．O．Hill等人首次观察到掺锗光纤中因光诱导产生光栅的效应。
他们使用488nm氩离子激光照射掺锗的光纤，在光纤中产生驻波干涉条纹，制成纤芯折射率沿轴向周期性分布的光纤光栅。
在掺锗的单模光纤中，行波场通过光纤端面的反射在光纤中形成一个驻波场，光纤中形成了持久的周期性折射率改变，与写入光驻波场空间分布相同的，这种折射率的周期性变化形成了一个光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating，FBG)。
用这种方法制作的反射滤波器的反射率可以达到接近100％的饱和值，对温度和应力都很敏感，开辟了光纤光栅传感器研究与应用的新领域。
此后，由于写入效率低等原因，其进展缓慢。
1981年，加拿大McMaster大学D．K．W．Lam等人研究了掺锗石英光纤折射率变化与照射激光功率之间的关系。
研究结果显示掺锗石英光纤的光敏现象可能是双光子过程，折射率变化与激光器功率平方成正比，用244nrn的光源代替488nm的光源，光纤的敏感性可能成倍提高[1]。
1989年，美国联合技术研究中心的G·Meltz等人发明了紫外光侧面写入光敏光栅的技术，首次利用244nmKrF准分子激光器，采用双光束侧面全息干涉法研制成功Bragg 光纤光栅滤波器。
这不仅有效地提高了光纤光栅的写入效率，而且还可以通过改变两束相干光的夹角对光纤光栅波长进行调控，光纤光栅的实用化向前迈了一大步。
1993年，K．O．Hill等人提出了位相掩模写入技术和逐点写入法，极大地放宽了对写入光源相干性的要求，重复性好，使光纤光栅的制作更加灵活，光栅的批量生产也成为可能[2]。
同年，董亮等人还提出了在线成栅法，在光纤拉制过程中对光纤逐点写入形成光栅。
这免去了光纤光栅制作时剥去光纤涂覆层的工序，适于大规模制作高反射率、窄线宽的光纤光栅。
1993年1月，K．L．Williams等人在研究光纤对紫外光的敏感性时发现，掺Ge／B光纤对紫外光具有更好的光敏性。
同年6月，AT&T贝尔实验室的P．J．Lemaire 等人提出了载氢的方法来提高光纤的光敏性。
这种方法适用于掺锗、掺磷光纤，现已成为制作光纤光栅的重要步骤。
1994年6月，R·Kashyap等人利用线性阶跃啁啾相位模板研制成功线性啁啾光纤光栅，它由N段均匀光栅组成。
这种方法的关键是利用电子束曝光设备制作阶跃啁啾相位模板，然后利用离子倍频激光器和相位模板在光敏光纤上制作啁啾光纤光栅。
1994年12月，Eggleton等人利用振幅模板在光纤上刻出取样光栅。
这种光栅利用空间上的取样在频谱中造成多个反射峰，可制作多信道器件。
1996年，董亮等人研制出包层掺杂稀土元素具有光敏性的光纤，较好地解决了常规光栅的短波损耗问题，为光栅的宽带化开辟了道路。
此后，世界各国对光纤光栅及其应用的研究迅速开展起来。
光纤光栅的制作及光纤光敏化技术不断取得新的进展，其制作技术也不断提高和完善。
随着研究的不断深入，光纤光栅的优良特性也逐步展现出来，如成本低，稳定性好，体积小，抗电磁干扰性好，感应信息被波长编码等，尤其传感器本身就是由光纤制作而成，便于与光纤结合，使得全光纤化的一维光子集成测控系统成为可能。
光纤光栅的研制成功，成为继掺杂光纤放大器技术之后，光纤领域的又一重大突破[3]。
1.3 光纤光栅传感的优点与传统的传感器相比，光纤光栅传感具有很多独特的优点[4]：1.抗电磁干扰，电绝缘，本质安全。
由于光纤传感器是利用光波传输信息，而光纤又是电绝缘的传输媒质，因而不怕强电磁干扰，也不影响外界的电磁场，并且安全可靠。
这些特性使其在各种大型机电、石油化工、冶金高压、强电磁干扰、易燃、易爆的环境中能方便有效的传感。
2.耐腐蚀。
由于光纤表面的涂覆层是由高分子材料组成，忍耐环境中酸碱等化学成分的能力强，适合于智能结构的长期健康监测。
3.测量精度高。
光纤传感器采用光测量的技术手段，一般为微米量级，采用4波长调制技术，分辨率可达到波长尺度的纳米量级，利用光纤和光波干涉技术使光纤传感器的灵敏度优于一般的传感器。
其中，有的已有理论证明，有的已经通过实验验证，如测量水声、加速度、辐射、温度、磁场等物理量的光纤传感器。
4.结构简单，体积小，重量轻，耗能少。
光纤传感器都基于光在传感器中的传播机理进行工作，因而与其他传感器相比耗能相对较少。
5.外形可变。
光纤遵循Hook定律，在弹性范围内，光纤受到外力发生弯曲时纤芯轴内部分受到压缩作用，芯轴外部分受到拉伸作用。
外力消失后，由于弹性作用，光纤能自动恢复原状。
光纤可挠的优点使其可制成外形各异、尺寸不同的各种光纤传感器。
这有利于航空、航天以及狭窄空间的应用。
6.测量对象广泛。
可以采用很相近的技术基础构成测量不同物理量的传感器，这些物理量包括压力、温度、加速度、位移、液位、流量、电流、辐射等。
7.传输频带较宽。
通常系统的调制带宽为载波频率的百分之几，光波的频率较传统的位于射频段或者微波段的频率高出几个数量级，因而其带宽有巨大的提高，便于实现时分或者频分多路复用，可进行大容量信息的实时测量，使大型结构的健康监测成为可能。
8.便于复用，便于成网。
能够用一根光纤测量结构上空间多点或者无限多自由度的参数分布，是传统的机械类、电子类、微电子类等分立型器件无法实现的功能，是传感技术的新发展。
光纤传感器可很方便的与计算机和光纤传输系统相连，有利于与现有光通信网络组成遥测网和光纤传感网。
1.4 光纤光栅传感的发展和应用情况温度、压力、应变等参数是光纤传感器能够直接传感测量的基本物理量，同时也是其它各物理量传感的基础，即其它各种物理量的传感都是以光纤传感器对应变、压力、及温度的感知为基础而衍生出来的。
自光纤传感器产生以来，即获得了广泛的应用，按照光纤传感器应用的领域划分，光纤传感器可应用于：地球动力学、航天器及船舶、民用工程结构、电力工业、医学、化学测量、军用监控及告警技术、智能结构及机器人等领域中[5]-[15]。
1.在民用工程结构中的应用民用工程的结构监测是光纤传感器应用最活跃的领域。
力学参量的测量对于桥梁、矿井、隧道、大坝、建筑物等的维护和正常工作与否的监测是非常重要的。
通过测量上述结构的应变分布，可以预知结构局部的载荷及正常与否。
光纤传感器可以贴在结构的表面或预先埋入结构中，对结构同时进行健康检测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等，以监视结构的缺陷情况。
另外，多个光纤传感器可以串接成一个传感网络，对结构进行准分布式检测，也可以用计算机对传感信号进行远程控制。
1993年Raymond M．Measures等人首先开始了光纤光栅传感器在桥梁的实际监测应用。
加拿大卡尔加里市建造的Beddington Trail大桥采用了三种预应力筋：传统钢筋，碳纤复合拉索(Carbon Fiber Composite Cabel)，碳纤拉杆(Carbon Fiber Leadline Rod)。
为了完成三种预应力筋的性能对比分析，Raymond M．Measures等人在这些预应力筋上布置了光纤光栅传感器，实现结构应力状态的长期监测。
1996年，Davis．M．A．在美国新墨西哥拉斯克鲁塞斯市的I-10桥安装了60个FBG光纤传感器，成功地实现了对桥梁的动态响应的测量，从而可以监视动态载荷引起的结构退化和损伤，了解桥梁的交通状况的长期变化。