布拉格光纖光柵動態溫度傳感滯后性的研究

摘要：溫度是影響布拉格光纖光柵參數重要特性之一，在應用溫度傳感器時往往會忽視動態溫度傳感的滯后性，設計實驗觀察降溫過程中溫度響應的滯后性。從理論分析了光纖光柵為什么會產生滯后效應以及解決方法。

關鍵詞：布拉格光纖光柵（FBG） 動態傳感 溫度 滯后性

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（b）-00-01

世界上第一根光纖Bragg光柵（FBG）誕生于1978年，由加拿大通信研究中心的Hill[1] 等發明。光纖布拉格光柵（FBG）相比較傳統的光纖光柵做敏感元件的傳感器具有很大的優勢，如體積小、精度高、抗電磁干擾、耐腐蝕、結構形式靈活、測量對象廣泛、分布或者準分布式測量、耐久性好，響應速度快，傳輸距離遠等[2-3]。因此它逐漸在各個領域取代傳統的傳感器，而且布拉格光纖光柵應用領域十分廣泛，如隧道、橋梁、航天、水壩、電子電器，海洋監測等。布拉格光纖光柵（FBG）是利用寫入技術在裸光纖芯一段范圍內寫入具有一定特定周期柵格制成的。一段光源譜寬帶范圍內的激光打入布拉格光纖光柵會選擇性反射出特定的反射波長，其反射波長的中心位置與光纖纖芯刻入的柵格周期和光纖有效折射率有關。

1 理論分析

滿足布拉格光纖光柵（FBG）條件的反射波長λB被反射回來，其布拉格光柵方程[4]為

公式中為布拉格光纖光柵的反射波長中心位置，neff為布拉格光纖光柵的有效折射率，Λ為布拉格光纖光柵的周期。當布拉格光纖光柵（FBG）外界因素發生變化時（如溫度，壓強，應力等），反射波長λB會發生漂移，因此由公式（1）可以發現布拉格光纖光柵（FBG）的反射波長λB與光纖有效折射率和光纖光柵的柵格周期有關。……