光纤传感器：波长调制技术在智能结构中的应用

"这篇资料主要介绍了可用于智能结构的光纤传感器，包括点式、积分式和分布式传感器，并重点讲解了波长调制型光纤传感器的工作原理和应用。" 光纤传感器是现代科技中的重要工具，尤其在智能结构监测中扮演着关键角色。点式光纤传感器如光纤FP传感器和光纤Bragg光栅传感器，其特点是传感器头部尺寸微小，能精确检测到结构内部一个非常小区域的特定参数变化，但仅限于局部测量。 积分式传感器，如光纤干涉仪（包括MZ干涉仪和Michelson干涉仪），能够测量一定范围内参量的平均值，比如应变或温度。这类传感器的典型例子是使用单根高双折射光纤构建的光纤偏振干涉仪，它能对整个光纤长度上的信息进行整合。 分布式光纤传感器则进一步扩展了这一概念，它们可以在空间上连续测量多个参数，关键特性是空间分辨率和灵敏度。这类传感器包括利用非线性效应的分布式光纤传感器以及基于高双折射光纤的压力传感器，它们提供了对结构整体状态的全面感知。 波长调制型光纤传感器是光纤传感器的一种，其工作原理基于光波长的变化。这种变化可能是由环境因素如温度、压力、电磁场或位移引起的。其中，光纤光栅作为功能型元件，其光谱特性会随着外界物理量的变化而变化，常用于光通信器件、光纤激光器、光纤放大器、滤波器、波分复用/解复用器和色散补偿等应用。在传感领域，光纤光栅传感器因其抗干扰性强、稳定性高、体积小、测量重复性和准确性好以及易于批量生产和组网等优点而受到青睐。然而，其解调系统的成本较高且动态范围有限，这是当前技术需要改进的地方。 光纤的光敏性，始于1978年加拿大K.O.Hill的研究，是光纤传感器技术发展的基础。通过光的照射，光纤的物理特性会发生改变，从而使其成为一种敏感的测量工具，能够在多种环境中实现精确的监测。光纤传感器以其独特的性能和广泛的应用前景，在智能结构监控和各种复杂环境的测量中发挥着重要作用。