光纖傳感器發展趨勢

　　　　近年來，傳感器朝著靈敏、精確、適應性強、小巧和智能化的方向發展。在這一過程中，光纖傳感器這個傳感器家族的新成員倍受青睞。那麼光纖傳感器發展趨勢會是怎麼樣的呢?請聽筆者給您娓娓道來~

　　光纖具有很多優異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細、質軟、重量輕的機械性能;絕緣、無感應的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等，它能夠在人達不到的地方(如高溫區或者對人有害的地區，如核輻射區)，起到人的耳目作用，而且還能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。

　　光纖傳感器的分類

　　光纖傳感器可分兩大類：一類是功能型(傳感型)傳感器;另一類是非功能性(傳光型)傳感器。

　　功能型傳感器是利用光纖本身的特性把光纖作為敏感元件，被測量對光纖內傳輸的光進行調製，使傳輸的光的強度、相位、頻率或偏振態等特性發生變化，現通過被調製走的傳導進行解調，從而得出被測信號。

　　光纖在其中不僅是導光媒質，而且也是敏感元件，光在光纖內被測量調製，多採用多模光纖。

　　優點：結構緊湊，靈敏度度。缺點：須用特殊光纖，成本高。典型例子：光纖陀螺、光纖水聽器等。

　　非功能型傳感器是利用其它敏感元件感受被測量的變化，光纖僅作為信息的傳輸介質，常採用單模光纖。光纖在其中僅起導光作用，光照在光纖型敏感元件上被測量調製。

　　優點：無需特殊光纖及其他特殊技術，比較容易實現，成本低。缺點：靈敏度較低。實用化的大都是非功能型的光纖傳感器

　　目前光纖傳感器已經有70多種，光纖聲傳感器是一種利用光纖自身的傳感器。當光纖受到一點很微小的外力作用時，就會產生微彎曲，而其傳光能力發生很大的變化。聲音是一種機械波，它對光纖的作用就是使光纖受力並產生彎曲，通過彎曲就能夠得到聲音的強弱。光纖陀螺也是光纖自身傳感器的一種。與雷射陀螺相比，光纖陀螺靈敏度高，體積小，成本低，可以用于飛機、艦船、飛彈等的高性能慣性民航系統。

　　螢光光纖傳感器

　　與化學傳感器不同，光纖生物傳感器主要是利用螢光免疫競爭原理實現對分析物的檢測。Shriver-Lake等人發展了一種適合於多目標檢測的螢光光纖傳感器，採用免疫競爭方法可同時檢測TNT和RDX(三次甲基三硝基胺)兩種爆炸物。他們將抗體固定在光纖表面，螢光標記抗原與自由抗原在光纖表面進行免疫競爭，通過檢測螢光強度的變化，可定量檢測爆炸物的體積分數。需要指出的是，雖然螢光光纖生物傳感器具有靈敏度高、選擇性好等優點，但使用穩定性差是其難以克服的缺陷。

　　隨著新的螢光敏感材料的出現，爆炸物的螢光檢測方法也在不斷發展。Swager小組利用微納米顆粒材料比表面大的特點，利用層層組裝技術將共軛螢光高分子固定於微球表面，製成了可對硝基芳烴類炸藥實現靈敏檢測的功能螢光微球材料，並形象地稱其為「智能砂子」。針對共軛螢光高分子薄膜螢光傳感器的局限性，提出了以固定化多環芳烴的超分子行為為基礎的傳感薄膜材料設計新思想，製備了十餘種新型傳感薄膜材料，已實現了對有機二酸等的選擇性檢測。實驗發現，在這些薄膜中，芘功能化薄膜對空氣中硝基芳烴類化合物的存在十分敏感，其靈敏度可與共軛螢光高分子薄膜相媲美，展現出很好的應用開發前景。可以預期，薄膜螢光傳感器所具有的巨大優勢必將使其在硝基芳烴類炸藥的超靈敏快速檢測方面獲得實際應用。

　　光纖傳感器發展趨勢

　　隨著光通信時代到來，光纖傳感器也迎來巨大發展契機。目前我國在滿足中低端市場的光纖傳感器領域發展較為完善，在面向高端市場的光纖傳感器領域則仍處於研發階段。基於光纖的傳感器有著諸多優勢，今後發展潛力巨大，在安保、軍事、石油/天然氣、電力以及科學研究方面都將會得到廣泛應用。

　　目前常見的光纖傳感器有光纖陀螺、光纖水聽器、光纖光柵傳感器、光纖電流傳感器等。應用作為廣泛的是布拉格光纖光柵(配備ASE寬帶光源)和基於光時域反射的分布式傳感器，主要滿足中低端市場需求。

　　光纖傳感器具有體型小巧，成本較低，結構緊湊，易多路復用，能夠長距離分布式傳感，以及在傳感點無需用電，和良好的抗惡劣環境、抗電磁干擾、抗化學腐蝕能力等優勢。因此發展態勢十分良好，發展潛力巨大。今後光纖傳感器將向集成化光纖傳感器、多功能全光纖控制系統等方向發展。面向超遠距離、超高精度和超高敏感需求的高端市場，光譜線寬窄至2kHz的單頻，基於光頻時域反射原理的光纖雷射器也將成為今後發展趨勢。

　　以上便是筆者對光纖傳感器發展趨勢作出的詳細介紹了，相信在不久以後光纖傳感器發展趨勢將會是一片藍海，愈來愈好~

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