光纤传感

背景

    自从上世纪70年代低损耗光纤发明以来， 光纤传感作为光纤应用的两大领域之一,和光纤通讯一起，发展十分迅猛。由于光纤具有体积小、质量轻，对检测对象影响小；耐久性好，可以抵抗包括高温在内的恶劣环境及化学侵蚀；不受电磁场干扰，也易引入危险因素的优点，是很多工作环境下的首选或必选方案。光纤分布式和准分布式的检测方式使得一条光纤上就挂载了大量数目的传感器，在建筑物、大坝、铁路、船舶内部，飞机机翼或者是滑坡监测等需要大量传感器同时监测的场合，光纤感知也是一个必选方案。
    在对光纤特性研究的过程中，人们发现光纤不仅可以作为信号传输介质，还可以作为感知器件。由于光纤的线性或者非线性效应，光纤内传输的光信号会随着外界环境改变（光纤Rayleigh散射，Raman散射，Brillouin散射等），将光纤做适当的加工或者处理之后（紫外曝光形成布拉格光纤光栅、长周期光纤光栅，微加工形成F-P腔等），这些效应会得到大大增强，如果设计成新型的光纤（光子晶体光纤，双芯光纤等），其传感能力会更加突出。

研究方向

    本课题组目前主要从事新型光纤、光纤器件设计制备以及在它们在光纤传感方面的研究。

具体包括：

1. 光纤器件研究。各类光纤光栅（如光纤布拉格光栅，长周期光纤光栅，啁啾光纤光栅，倾斜光纤光栅）的设计，制备和应用研究。光纤F-P传感器，光子晶体光纤传感器设计研究；具体应用方向有电流、磁场光纤传感，可燃气体光纤传感，高温和超低温光纤传感以及铁路、建筑等关键承重结构应变传感等；

2. 光纤传感网络研究。包括基于光纤拉曼、光纤布里渊这些非线性效应的分布式光纤传感技术，各类光纤光栅复用和解复用技术；

3. 光纤设计拉制研究。搭建光纤拉丝塔，设计制备各类特殊结构和特殊材料的光纤，研究这些新型光纤在光纤器件和光纤传感方面的应用。