FBG陣列傳感作為新一代光纖光柵傳感技術(shù)，有機(jī)結(jié)合了傳統(tǒng)“分立式光纖光柵傳感”與“分布式光纖傳感”各自的優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)大容量、高精度、高密度、長(zhǎng)距離、高可靠性光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的最有效途徑。

光纖的光敏特性早在1978年就被發(fā)現(xiàn)，但是直到20世紀(jì)90年代，在光纖通信領(lǐng)域和光纖傳感領(lǐng)域的一系列里程碑式的技術(shù)進(jìn)步才使FBG的商用化得到快速發(fā)展。表1概括描述了光纖布拉格光柵傳感技術(shù)的發(fā)展歷程。

表1 光纖布拉格光柵傳感技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)表

分立式FBG傳感器開始商用至今已有30多年的歷史，該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵器件已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，并在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，包括橋梁、隧道、邊坡、大壩等大型建筑的監(jiān)測(cè)，石油天然氣領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)，火電、水電、風(fēng)電、核電等領(lǐng)域大型電力設(shè)施的監(jiān)測(cè)，高速公路、高速鐵路/地鐵、機(jī)場(chǎng)道面的智能監(jiān)測(cè)等。但面臨著這些主要問題：

● 極端工作條件下，光纖光柵傳感器本身及其熔接組網(wǎng)的可靠性較低，例如油氣井下耐高溫高壓以及抗氫損的能力、核輻照環(huán)境下的耐受能力較弱等；

● 分立式光纖光柵傳感器種類繁多、適用場(chǎng)景廣泛，目前仍缺少統(tǒng)一的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，極大限制了其發(fā)展應(yīng)用。

而FBG陣列傳感技術(shù)自2003年提出至今已接近20年。目前國(guó)際上三家機(jī)構(gòu)的相關(guān)工作最具代表性：國(guó)外的德國(guó)萊布尼茨光子技術(shù)研究所（IPHT）、比利時(shí)FBGS公司，以及國(guó)內(nèi)的武漢理工大學(xué)光纖傳感技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室姜德生院士團(tuán)隊(duì)（實(shí)現(xiàn)了單根光纖幾十萬個(gè)光纖光柵陣列的工業(yè)化生產(chǎn)，其已在交通、電力、石化等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，為多個(gè)行業(yè)的智能化發(fā)展提供了新的傳感手段和方法），目前仍然面臨著以下主要問題：

●面向諸多實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的光纖光柵陣列傳感光纜的成纜關(guān)鍵技術(shù)、規(guī)?；a(chǎn)工藝與工程安裝規(guī)范；

●結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景需要的光纖光柵陣列海量傳感大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、處理以及人工智能模式識(shí)別；

●面向大型基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域安全監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)/樣本庫(kù)建設(shè)、專家系統(tǒng)與智能化功能平臺(tái)開發(fā)。

3、光纖陀螺技術(shù)

光纖陀螺是一種基于Sagnac效應(yīng)的光纖旋轉(zhuǎn)傳感器，是光纖和光波器件組成的全固態(tài)結(jié)構(gòu)，無運(yùn)動(dòng)部件、重量輕、可靠性高、配置靈活，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)高精度、低成本，是目前慣性技術(shù)領(lǐng)域的主流陀螺儀表。

諧振型光纖陀螺的光纖諧振腔短，具有激光陀螺的可靠性高、精度高、易于維護(hù)、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，具有重要的應(yīng)用潛力。近年來，研究人員將空芯光纖用于光纖諧振環(huán)，為諧振型光纖陀螺的發(fā)展創(chuàng)造了條件，使其成為一個(gè)比較活躍的研究領(lǐng)域。

光纖陀螺技術(shù)的研發(fā)過程堪稱為一種典型的新技術(shù)研發(fā)范例。1976-1986年為光纖陀螺的迅速發(fā)展時(shí)期，在此期間干涉型開環(huán)和閉環(huán)方案被提出，并研究出有源、無源和集成諧振陀螺等，發(fā)明了對(duì)稱繞環(huán)技術(shù)，研發(fā)了保偏光纖、超輻射發(fā)光二極管（SLD）光源、集成光學(xué)調(diào)制器等。1987-1996年，大功率、光譜穩(wěn)定的摻鉺光纖光源被提出，強(qiáng)度噪聲相關(guān)理論和抑制技術(shù)得到充分的研究，這支撐了高精度光纖陀螺的發(fā)展，干涉型光纖陀螺的精度達(dá)到0.0003 (°)/h，光纖陀螺開始進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。近年來，光纖陀螺技術(shù)研究主要集中在提高精度、降低噪聲、抑制溫度誤差和新方案、新應(yīng)用等方面。

隨著技術(shù)、器件和工藝的成熟，以及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，市場(chǎng)對(duì)中精度光纖陀螺的需求逐年上升。光纖陀螺技術(shù)已達(dá)到較高的成熟度，目前該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵器件已經(jīng)能夠全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。系列化的光纖陀螺產(chǎn)品已在海、陸、空、天等領(lǐng)域大量使用，并形成了配套的產(chǎn)業(yè)群和較大的市場(chǎng)規(guī)模。但面向超高精度慣性系統(tǒng)和大規(guī)模低成本應(yīng)用需求，需要突破如下主要問題：

●面向長(zhǎng)航時(shí)高精度慣性導(dǎo)航和高靈敏度、低噪聲行星地震學(xué)六分量地震長(zhǎng)期觀測(cè)需求，高精度光纖陀螺的性能指標(biāo)還有較大差距；

●由溫度及其變化引入的漂移和噪聲，是影響光纖陀螺現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用性能的主要因素，已有的技術(shù)效果有限，期待實(shí)用有效的方案和技術(shù)；

●諧振型光纖陀螺具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，具有很大的應(yīng)用潛力，目前尚處于原理樣機(jī)研究階段，未形成實(shí)用的方案和技術(shù)；

●為控制光纖陀螺的制作成本、提高生產(chǎn)效率，關(guān)鍵工藝、裝備和關(guān)鍵參數(shù)在線監(jiān)測(cè)和控制等方面還存在一些不明確的問題需要揭示和解決；

●光纖陀螺具有低成本、大批量生產(chǎn)的應(yīng)用潛力，但尚缺合適的定型方案、低成本光纖材料、器件和相關(guān)的批產(chǎn)工藝。

4、光纖水聽器技術(shù)