2  光纤光栅传感器

2.1  光纤光栅传感器的发展历程

光纤光栅利用光纤材料的光敏性（即指外界入射光子和纤芯内锗离子相互作用从而导致折射率发生永久性的变化过程）在纤芯内形成空间相位的光栅，其发展可以概括的分为两个阶段。

2.1.1  第一个阶段，关于基础实验阶段  在1978年，加拿大的K.O.Hill等人在研究掺锗光纤的非线性效应的试验中，第一次观察到了光纤的光敏性和由此形成的光纤光栅。由于这种技术的写入效率比较低，写入布拉格波长会受到激光写入波长的限制等因素，导致了光纤光栅传感技术在此后的十年之间的研究进展缓慢。

2.1.2  第二个阶段，技术发展阶段  在1989年，美国的G.Meltz等人首次发明了紫外侧写的分振幅干涉法，该分振幅干涉侧写法写入效率获得了显著的提高，由于其操作方式简单，对光纤光栅写入的技术的研究有了很大的促进效果，从而得到了广泛的应用，并在世界范围内掀起了对光纤光栅传感技术的研究高潮。1993年，K.O.Hill等人又提出了相位掩模的写入方法，这种方法也已成为使用最为广泛的方法，并使对光纤光栅的批量起到了推波助澜的功效，而光纤Brrag光栅也被认为是最理想的传感单元。

2.2  光纤光栅传感的工作原理源.自|751,:论`文'网www.751com.cn

纤光栅利用光纤材料的光敏性（即指外界入射光子和纤芯内锗离子相互作用从而导致折射率发生永久性的变化过程）在纤芯内形成空间相位的光栅，通俗的讲，就是在光纤上可以通过使用紫外光刻的方式来刻写光栅，能够达到在10mm的光纤光栅中包含了10000个在纤芯中规则分布的微小的反射镜面，应变、压力、温度等物理量的变化与所导致的栅距变化呈线性，光栅反射波长会随着栅距的变化呈现出线性的变化。

2.3  光纤光栅传感器的分类

利用光纤光栅温度、应变敏感的特性，通过对传感元件探头的精心设计与封装，可以达到测量各种物理参数的效果：

温度、应变、压力、位移、液位、加速度、气体含量、弯曲以及动态电磁场.

3  动态电磁场的测量原理

在1994年，Kersey和Marrone报道了基于法拉第电磁效应的FBG磁场探测传感器。法拉第电磁效应表明在磁场作用下可以通过FBG的左旋和右旋偏振光的折射率大小发生微小的变化。假设沿着FBG轴向施加磁场H，