《基于光纤传感的智能材料结构》：
1.3光纤光栅传感器的特点、应用及发展现状
1.3.1光纤光栅传感器的特点
1978年加拿大渥太华通信研究中心的Hill等首次在掺锗的石英光纤中发现光纤的光敏效应，并制作出世界上第一个光纤光栅，从而引起了光纤传感领域一次新的革命。1989年美国联合技术研究中心的Meltz等以倍频燃料激光器输出的244nm的紫外光为光源，用全息干涉法在掺锗石英光纤上研制出第一支布拉格波长位于通信窗口的光纤光栅，使光纤光栅进入实用化。1993年，Hill又提出利用相位模板制作光纤光栅，使得光纤光栅的工业化生产成为现实。
光纤光栅传感器除了具有普通光纤传感器的优点外，还有一些明显优于传统光纤传感器之处，其中最重要的就是波长编码与便于复用特性。主要特点如下：
（1）波长编码，抗干扰能力强。
这一方面是因为普通传输光纤不会影响光波的频率特性（忽略光纤的非线性效应）；另一方面是因为光纤光栅传感系统从本质上排除了各种光强起伏引起的干扰。例如，光源强度的起伏、光纤微弯效应引起的随机起伏、损耗等都不可能影响传感信号的波长特性，因而基于光纤光栅的传感系统具有很高的可靠性和稳定性。
（2）便于复用成网。
能构成各种形式的光纤传感网络，尤其是采用波分复用、时分复用技术构成分布式光纤光栅传感器阵列，进行大面积的多点测量。
（3）光纤光栅传感器可实现绝对测量。
光纤光栅是自参考的，可以绝对测量（在对光纤光栅进行标定后），不必像基于条纹计数的干涉型传感器那样要求初始参考。
（4）测量结果具有良好的重复性。
（5）光纤光栅传感器智能复合材料结构。
由于光纤光栅外形与普通光纤无异、结构简单、尺寸小，易于植入复合材料构件或埋人大型建筑物内部，因此以光纤传感为主的智能材料和结构，可以对结构的完整性、安全性、载荷疲劳、损伤程度等状态进行连续实时监测。
1.3.2光纤光栅的应用现状
随着位相掩模板法的使用、光纤制造技术的不断完善、应用成果的不断出现及世界向信息化社会的迈进，光纤光栅已成为目前最具挑战性和最有发展前途的光纤无源器件之一，极大地促进了光纤通讯和光纤传感领域的发展，并广泛应用于国防、工业与农业生产、环境保护、生物医学、计量测试以及交通运输自动控制等领域。特别是在光纤传感领域，光纤光栅作为一种性能优良的光纤传感元件，在桥梁、隧道及航空等领域具有很好的应用前景。
在光纤通信领域，光纤光栅的出现使许多复杂的全光通信成为可能。研究表明，光纤光栅以及基于光纤光栅的器件已经能够解决全光通信系统中许多关键技术。例如，光纤光栅可用于制作光纤光栅激光器、WDM波分复用器、色散补偿器以及波长变换器等。
在光纤传感领域，自从1989年美国的Morey等首次进行光纤光栅的应变与温度传感器研究以来，世界各国都对其十分关注并开展了广泛的应用研究。在短短的10多年时间里光纤光栅已成为传感领域发展最快的技术，并在很多领域取得了成功的应用，如土木工程、航天器、船舶、电力、石油工业、医学、化学以及医药等领域。
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