大家所熟悉的光纖傳感一般指的布拉格光柵+ASE寬帶光源結(jié)構(gòu)的光時(shí)域反射機(jī)制，盡管在解調(diào)方面大多依賴(lài)國(guó)外產(chǎn)品，但這種解決方案還是得到了相對(duì)廣泛的應(yīng)用，尤其是在橋梁、建筑物、馬路和油罐等領(lǐng)域一般都可以滿(mǎn)足中低端的民用需求。

　　窄線寬單頻光纖激光器的出現(xiàn)為我們打開(kāi)了光纖傳感的另一扇門(mén)，而且其應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)意義更為重大！不同于普通光纖傳感應(yīng)用，該解決方案是專(zhuān)門(mén)針對(duì)超遠(yuǎn)距離、超高精度和超高敏感度市場(chǎng)應(yīng)用的，主要有：石油勘探、軍事國(guó)防、管道監(jiān)控、激光雷達(dá)和海底通信等等，是光纖傳感技術(shù)發(fā)展之最新成就。

　　本文所介紹的光纖傳感技術(shù)起源于激光雷達(dá)的FMCW原理，采用相干探測(cè)進(jìn)行檢測(cè)，利用光纖本身進(jìn)行直接傳感，完全可以構(gòu)建低成本的分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和現(xiàn)實(shí)意義。

　　光纖傳感

　　受電信、半導(dǎo)體和消費(fèi)電子行業(yè)的推動(dòng)，光電技術(shù)和光纖技術(shù)在20世紀(jì)90年代取的了巨大成就。盡管這些行業(yè)在近幾年遭受很多阻力而陷入低谷，但是其中很多先進(jìn)技術(shù)卻在其它行業(yè)比如光纖傳感得到了全面發(fā)展，呈現(xiàn)出另一番蓬勃?dú)庀?。光纖傳感集成了在光纖技術(shù)、激光技術(shù)和光電探測(cè)等多領(lǐng)域所取得的巨大突破表現(xiàn)出極具活力和發(fā)展前途。同時(shí)，由于各相關(guān)光電子制造的成熟，它們的成本也大幅降低，大力推動(dòng)了光纖傳感的發(fā)展。

　　與傳統(tǒng)傳感技術(shù)相比，基于光纖的傳感器主要有如下幾大優(yōu)勢(shì)：

　?。?）重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、易多路復(fù)用

　?。?）抗惡劣環(huán)境、抗電磁干擾、抗化學(xué)腐蝕

　?。?）在傳感點(diǎn)無(wú)需用電、可以長(zhǎng)距離分布式傳感

　　（4）可低成本大規(guī)模生產(chǎn)

　　繼光纖通訊后，光纖傳感迎來(lái)了重要的發(fā)展契機(jī)，在安保、軍事、石油/天然氣、電力以及科學(xué)研究方面享有廣泛而巨大的應(yīng)用價(jià)值，尤其是在西方發(fā)達(dá)國(guó)家更有燎原之勢(shì)，前途不可限量！

　　單頻光纖傳感技術(shù)

　　然而目前市場(chǎng)上尤其是在中國(guó)，布拉格光纖光柵（配備ASE寬帶光源）和基于光時(shí)域反射的分布式傳感器是應(yīng)用最為廣泛的光纖傳感技術(shù)，該技術(shù)基本上可以滿(mǎn)足中低端一般市場(chǎng)的需求而被業(yè)內(nèi)人士所熟知。而現(xiàn)在介紹的光譜線寬窄至2kHz的單頻光纖激光器，及其引申出來(lái)的最新一代光傳感技術(shù)完全有別于我們現(xiàn)在所樂(lè)道的光纖傳感。這種新的技術(shù)方案完全勝任電傳感和一般光纖傳感無(wú)法完成的高端市場(chǎng)對(duì)超遠(yuǎn)距離、超高精度和超高敏感的更高需求，而這在中國(guó)尚處于立項(xiàng)和預(yù)研階段。

　　采用單頻光纖激光器做光傳感，其光學(xué)原理就是光頻時(shí)域反射，或稱(chēng)之為頻率調(diào)制連續(xù)波技術(shù)（FMCW）。在該技術(shù)里，從眾多傳感頭返回的信號(hào)光不再是被時(shí)間分割，而頻率。在該全新的光纖傳感系統(tǒng)里我們介紹的單頻光纖激光器具有如下鮮明特點(diǎn)：

       （1）功率連續(xù)輸出、波長(zhǎng)線性可調(diào)

　?。?）光譜線寬2kHz、相干長(zhǎng)度100公里

　?。?）頻率穩(wěn)定性10Mhz、相位噪聲比DFB激光器低2個(gè)數(shù)量級(jí)

　?。?）天生的線偏振功能、絕對(duì)單橫/縱模

　　以上卓越的技術(shù)特點(diǎn)使得超高性能的光干涉?zhèn)鞲谐蔀榭赡芎同F(xiàn)實(shí)?；贔MCW技術(shù)的傳感系統(tǒng)可以通過(guò)PZT波長(zhǎng)調(diào)制功能充分利用該種激光器：從傳感頭返回的信號(hào)光與激光本機(jī)振器一起混頻，產(chǎn)生一個(gè)拍頻，然后再進(jìn)行電處理和分析，這就是我們所說(shuō)的相干探測(cè)。眾所周知，相干探測(cè)有別與直接探測(cè)之最大特點(diǎn)就是靈敏度極高和探測(cè)距離超遠(yuǎn)，它一般可以探測(cè)到百億分之一微弱的光信號(hào)，這是直接探測(cè)所不敢想象的。