干涉式光纖布拉格光柵傳感器

在某些情況下，人們使用一對構(gòu)成法布里-珀羅干涉儀的布拉格光柵，其中一個(gè)通過諧振頻率的偏移來測量光柵之間的光纖應(yīng)變。當(dāng)使用具有不同布拉格波長的光柵時(shí)，可以在一根光纖中再次使用該類型的多個(gè)傳感器。或者，可以測量一根長纖維的平均應(yīng)變。

基于微法布里-珀羅茲的傳感器

可以構(gòu)造小型Fabry-Pérot干涉儀，其中小的反射鏡距離（例如50μm）受待測應(yīng)變的影響。因此，峰值透射波長將指示施加的應(yīng)變。代替?zhèn)鬏敚梢员O(jiān)視共振中反射率的下降。探測光結(jié)束后，反射光可以通過單模光纖傳輸，以提供最大的便利。由于光纖僅用于傳輸光，而不用于實(shí)際的傳感器，因此該技術(shù)稱為非本征光纖傳感器，這與光纖本身充當(dāng)傳感器的固有傳感器相反。

Micro-Fabry–Pérot可以通過不同的方式生產(chǎn)，例如，通過在兩個(gè)光纖末端之間保持一定的機(jī)械部件（例如微管）之間的氣隙，或使用兩個(gè)具有反射性的熔接頭，例如在絕緣膜上涂覆電介質(zhì)涂層。光纖末端。

可以使Micro-Fabry–Pérot傳感器在比基于FBG的傳感器（可能會(huì)發(fā)生光柵退火）的更高溫度下工作。它們還可以提供非常高的應(yīng)變分辨率。另一方面，在單個(gè)光纖中不容易使用該類型的多個(gè)傳感器。

基于瑞利散射的分布式應(yīng)變傳感器

分布式光纖應(yīng)變傳感器可以用普通的單模光纖實(shí)現(xiàn)，不包含任何特殊結(jié)構(gòu)，例如光纖布拉格光柵。在許多情況下，人們使用在1.5微米光譜范圍內(nèi)運(yùn)行的電信光纖。

一種可能性是利用光纖中的瑞利散射。這是線性散射，這是由于光纖中的微觀變化所致，主要是折射率的波動(dòng)。與采用非線性散射的其他技術(shù)（請參閱下文）相比，該技術(shù)可獲得更強(qiáng)的信號(hào)，并且可以獲得較高的空間分辨率（例如幾毫米）。

可以使用干涉技術(shù)來分析背向散射光。本質(zhì)上，一個(gè)是將來自光纖的反射光與其他來自發(fā)出光的光疊加在一起。如果僅在光纖中的特定位置發(fā)生反射，則干涉儀的輸出將大約隨光頻率周期性變化探照燈?振蕩的速度取決于反射的位置。通過應(yīng)用傅立葉變換，可以將干涉儀信號(hào)分解為來自不同位置的反射的貢獻(xiàn)。這也可以通過基于隨機(jī)分布位置處的瑞利散射的反射來完成。當(dāng)被測光纖拉緊時(shí)，獲得的信號(hào)模式會(huì)移動(dòng)，可以使用合適的軟件進(jìn)行檢測。

該技術(shù)特別適合于以高空間分辨率但僅在有限的長度（例如幾十米）上監(jiān)視應(yīng)變。

基于布里淵散射的分布式應(yīng)變傳感器

對于較長纖維的應(yīng)變傳感，通常使用基于自發(fā)或受激布里淵散射的技術(shù)。例如，皮秒光脈沖從一個(gè)方向發(fā)送到光纖中，并且通過光學(xué)外差檢測分析了由于自發(fā)布里淵散射引起的相當(dāng)弱的反射分量。布里淵頻移取決于應(yīng)變和溫度，而空間分辨率可以通過時(shí)間延遲獲得。

可以使用基于受激布里淵散射的技術(shù)（稱為布里淵光學(xué)時(shí)延分析）來實(shí)現(xiàn)更高的靈敏度。（BOTDA）。在此，使用了一個(gè)附加的弱連續(xù)波探測光束，該探測光束在與皮秒脈沖相反的方向上傳播。選擇其光頻率略低于脈沖頻率。然后，在脈沖和探測光束之間的光頻差與局部布里淵位移（取決于應(yīng)變和溫度）一致的位置處放大探測光束。（或者，當(dāng)探測光束的頻率高于脈沖頻率時(shí)，可以獲得非線性損失。）以可變的光學(xué)頻率差進(jìn)行這種測量，并且通過組合這些數(shù)據(jù)，可以有效地獲得布里淵圖。頻率與位置

這種技術(shù)的空間分辨率不如使用瑞利散射時(shí)高。另一方面，可以將它們與更長的纖維結(jié)合使用-長度通常超過10公里。因此，它們特別適用于例如管道監(jiān)控之類的應(yīng)用。

再次需要用于分離應(yīng)變和溫度影響的技術(shù)。如上文在光纖光柵傳感器的背景下討論的，可以應(yīng)用類似的思想。例如，一根纖維可以使用兩根暴露在相同溫度下的纖維，而一根纖維也可以感知應(yīng)變，而另一根纖維則保持松弛。