光导纤维传感器

从传感器的机理上来说，光纤传感器可分为振幅型（强度型）和相位型（干涉型）两种。

振幅型传感器

原理：待测的物理扰动与光纤连接的光纤敏感元件相互作用，直接调制光强。

优点：这类传感器的优点是结构简单、具有与光纤技术的相容性，信号检测也比较容易，但是灵敏度较低。

相位型传感器

原理：在一段单模光纤中传输的相干光，因待测物理场的作用，产生了相位调制。

优点：理论上，相位型传感器的灵敏度要比现有的传感器高出几个数量级，并可通过改变光纤上的涂层来改变其传感的物理量。

缺点：结构复杂，检测也需要复杂的手段。另外需要研制对某种物理量敏感的特种光纤。

按工作原理光纤传感器分为功能型和非功能型两大类。

光导纤维传感器功能型

（或称物性型、传感型）光纤传感器 光纤在这类传感器中不仅作为光传播的波导而且具有测量的功能。因为光纤既是电光材料又是磁光材料，所以可以利用克尔效应、法拉第效应等，制成测量强电流、高电压等传感器；其次可利用光纤的传输特性把输入量变为调制的光信号。因为表征光波特性的参量，如振幅（光强）、相位、和偏振态会随着光纤的环境（如应变、压力、温度、电场、射线等）而改变，故利用这些特性便可实现传感测量。

1．光强度调制型

光强度调制是光纤传感器最基本的调制形式。被测量通过影响光纤的全内反射实现对输出光强度的调制。从几何光学的角度讲，调制的条件是分别为纤芯和包层的折射率。 调制的具体途径又可分为两大类：

①改变光纤的几何形状，从而改变光线的传播入射角φ ；

②改变光纤纤芯或者包层的折射率。可见，在纤芯中传输的光有一部分耦合到包层中，原来光束以大于临界角的角度在纤芯中传播为全内反射，但在弯曲处，光束以小于临界角 sin-1(n2/n1)的角度入射到界面，部分光逸出散射到包层。这种检测原理可以实现对力、位移和压强等物理量的测量。改变光纤折射率实现调制的方法也很常用，对于不同的测量对象可以采用不同的材料作包层，例如电光材料、磁光材料、光弹材料等，光纤中光强被油滴所调制的情况。有一种光纤温度传感器就是利用纤芯和包层折射率的温度系数不一致，实现对温度的测量。

2．光相位调制型

光纤相位调制是光纤比较容易实现的调制形式，所有能够影响光纤长度、折射率和内部应力的被测量都会引起相位变化，例如压力、应变、温度和磁场等。相位调制型光纤传感器比强度型复杂一些，一般采用干涉仪检测相位的变化。

3．光偏振态调制型 外界因素使光纤中偏振态发生变化，并能加以检测的光纤传感器属于偏振态调制型。比较典型的应用是根据磁旋效应做成的高压传输线用的光纤电流传感器。

光导纤维传感器非功能型

（或称结构型、传光型）光纤传感器 光纤在非功能型光纤传感器中只作为传光的介质，还需加上其它敏感器件才能组成传感器。非功能型传感器的特点是结构比较简单，能够充分利用其它敏感器件和光纤本身的优点，因此发展很快。

光纤传感器较传统的传感器相比有许多持点：灵敏度高；结构简单；体积小；耗电量少；耐腐蚀；绝缘性好；光路可弯曲；便于实现远调。

光纤传感器技术是一门多学科性科学，它涉及知识面广泛，如纤维光学、光电技术、弹性力学、电磁学、电子技术和微型计算机应用等。应用

磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量。此外，光纤传感器还可以应用在高电压、强电磁场干扰的场合。

光导纤维（英语：Optical fiber），简称光纤，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，利用光在这些纤维中以全反射原理传输的光传导工具。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常光纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤中，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。包含光纤的线缆称为光缆。由于信息在光导纤维的传输损失比电在电线传导的损耗低得多，更因为主要生产原料是硅，蕴藏量极大，较易开采，所以价格很便宜，促使光纤被用作长距离的信息传递媒介。随着光纤的价格进一步降低，光纤也被用于医疗和娱乐的用途。

光纤主要分为两类，渐变光纤与突变光纤。前者的折射率是渐变的，而后者的折射率是突变的。另外还分为单模光纤及多模光纤。近年来，又有新的光子晶体光纤问世。

光导纤维是双重构造，核心部分是高折射率玻璃，表层部分是低折射率的玻璃或塑料，光在核心部分传输，并在表层交界处不断进行全反射，沿“之”字形向前传输。这种纤维比头发稍粗，这样细的纤维要有折射率截然不同的双重结构分布，是一个非常惊人的技术。各国科学家经过多年努力，创造了内附着法、MCVD法、VAD法等等，制成了超高纯石英玻璃，特制成的光导纤维传输光的效率有了非常明显的提高。现在较好的光导纤维，其光传输损失每公里只有零点二分贝；也就是说传播一公里后只损4.5%。

利用光导纤维(含石英玻璃光导纤维和塑料光导纤维)将采光器采集的光线(一般指阳光光线)传送到建筑室内需要照明部位的采光方式。