浅析：光纤光栅优点 为飞机安全保驾护航

光纤光栅是一种通过肯定要领使光纤纤芯的折射率产生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。现在，光纤光栅在今世的应用可谓是越来越遍及，光纤光栅的种类也日趋增多。光纤光栅这四个字对于大多数人来说都十分陌生，可说起光线光栅传感器，不少电脑爱好者一下子就明白了。没错，它就是在土木工程健康监测中最常见到的传感器之一，可对于大多数人来说，对光纤光栅优点的了解却只能算略知皮毛。今天我就为大家整理出几条光纤光栅优点，并将它的应用范围做一次全面的科普。

光纤光栅是一种通过肯定要领使光纤纤芯的折射率产生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。现在，光纤光栅在今世的应用可谓是越来越遍及，光纤光栅的种类也日趋增多。光纤光栅这四个字对于大多数人来说都十分陌生，可说起光线光栅传感器，不少电脑爱好者一下子就明白了。没错，它就是在土木工程健康监测中最常见到的传感器之一，可对于大多数人来说，对光纤光栅优点的了解却只能算略知皮毛。今天我就为大家整理出几条光纤光栅优点，并将它的应用范围做一次全面的科普。

什么是光纤光栅

光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。由于光栅光纤具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等优点，并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用。

光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续传输。

光纤光栅原理

光纤光栅是通过光敏性材料将外界射入光纤内部的光线与内部的纤芯所含有的离子混杂，产生相互作用，使得光纤线芯发生折射，导致其折射的变化周期有了波动(或呈规律性波动，或呈不规律性波动)，在光纤光栅的内部形成一个相对而言的栅位，使其充当一个狭窄的滤光器或者反射器，至于到底是反射器还是滤光器，这要取决于这个窄带究竟起的是投射还是反射的作用。

光纤光栅分类

一、光纤光栅按其空间周期和折射率系数漫衍特性可分为

1、匀称光纤光栅

匀称光纤光栅是指纤芯折射率变革幅度和折射率变革的周期(也称光纤光栅的周期)均沿光纤轴向连结稳定的光纤光栅，如匀称光纤Brag光栅(折射率变革的周期一样通常为0.1um量级)和匀称长周期光纤光栅(折射率变革的周期一样通常为100um量级);这类光纤光栅的典范代表如下：

A、布喇格光栅:是最早生长起来的一种光栅，也是现在应用最广的一种光栅。折射率调制深度和栅格周期均为常数，光栅波矢偏向跟光纤轴向同等。此类光栅在光纤激光器、光纤传感器、光纤波分复用/解复用等范畴有重要应用代价。

B、长周期光纤光栅:栅格周期宏大于布喇格光栅，一样通常为几十米到几百微米，与平凡光栅差别，它不是将某个波长的光反射，而是耦合到包层中去，这种光纤除了具有插入消耗小，易于集成等长处，照旧一种性能优秀的波长选择性消耗原件，现在重要用于EDFA的增益平展和光纤传感。

C、闪灼光纤光栅：闪灼光栅:当光栅制作时，紫外侧写光束与光纤轴不垂直时，造成其折射率的空间漫衍与光纤轴有一个小角度，形成闪灼光栅。

2、非匀称光纤光栅

A、啁啾光纤光栅：栅格间距不等的光速又可分为、a、有线性啁啾、b、分段啁啾光栅

B、相移光栅:可用于EDFA的增益平展，它们在光通讯及光谱阐发等研究范畴具有很高的应用代价。它可以看作是两个光栅的纷歧连毗连。它可以大概在周期性光栅光谱阻带内打开一个透射窗口，使得光栅对某一波长有更高的选择度。在平凡光栅的某些点上，光栅折射率空间漫衍纷歧连而得到的。

二、凭据光纤光栅的成栅机理来分可分为三种：Ⅰ型、ⅡA型和Ⅱ型

1、Ⅰ型光栅:其重要特点是其导波模的反射谱跟透射谱互补，险些没有吸取或包层耦合消耗;另一特点是容易被“擦除”，即在较低温度(200℃左右)下光栅会变弱或消散。是一种最常见的光栅，可成栅在任何范例的光敏光纤上。

2、ⅡA型光栅:成栅机理于Ⅰ型差别，其写入历程为：曝光开始不久，纤芯中形成Ⅰ型光栅，其温度稳固性优于Ⅰ型光栅。

3、Ⅱ型光栅：其透射谱只能使波长大于Bragg波长的光透射，波长小的部门被耦合到包层中消耗失。温度稳固性极高。

光纤光栅优点

这就不得不提到光纤光栅传感器中的光敏属性。这种特性指的是当通道里的激光刺激光纤时，光纤会发生一定的折射反应，并根据光的强度发生不同的变化。而说到光栅，则是这种感传感器中最重要的一个部分，它的全名叫作空间相位光栅，在光纤光栅传感器中实际上已经承载起了反射镜之类的作用。也正是因为光栅的特殊性，许多功能独特的器件被不断地制造出来，这些器件和其他相比，性能更加优化。

光纤光栅结构

光纤光栅的结构主要包括：光纤纤芯、光纤包层、外包层和折射率周期变化;它们是构造光纤光栅的主要结构。

光纤光栅制作

而在光纤光栅的种种相关技术中，最重要的莫过于光栅的制备，只要采用了合适的光源与相应的增敏技术，几乎每一种光纤上都能被写入光栅，而使光线能够反射某一频率范围内的光线。对于短周期的光纤光栅来说，由于光栅的周期较小，一般在零点几微米，我们常常会采用单脉冲写入、相位掩膜法等方法进行光栅的写入。

光纤光栅应用

在科技发展的过去十多年里，光栅传感技术已经成为传感领域发展势头最好的技术，如今的研究也已经深入实际应用领域。首当其冲的就是在地震的预测、动力学研究领域上，因为光纤光栅传感技术的先进性，地震的监控和预报将会更加准确及时;同时飞机及其他航天器也需要光纤光栅的巨大帮助，由于其在技术上的先进性，让远行的船只和航天器能在更加全面的监控下安全前行.

编辑总结：除了以上涉及到的应用以外，光纤光栅传感器还在许多领域有着更多稳定、准确的应用。总而言之，光纤光栅传感器的应用是一个正待开发的领域，发展前景十分看好。