1,、在地球動力學(xué)中的應(yīng)用

　　在地震檢測等地球動力學(xué)領(lǐng)域中，地表驟變等現(xiàn)象的原理及其危險性的估定和預(yù)測是非常復(fù)雜的,，而火山區(qū)的應(yīng)力和溫度變化是目前為止能夠揭示火山活動性及其關(guān) 鍵活動范圍演變的最有效手段心,。光纖光柵傳感器在這一領(lǐng)域中的應(yīng)用主要是在巖石變形、垂直震波的檢測以及作為地形檢波器和光學(xué)地震儀使用等方面,?；顒訁^(qū)的 應(yīng)變通常包含靜態(tài)和動態(tài)兩種，靜態(tài)應(yīng)變(包括由火山產(chǎn)生的靜態(tài)變形等)一般都定位于與地質(zhì)變形源很近的距離,，而以震源的震波為代表的動態(tài)應(yīng)變則能夠在與震 源較遠的地球周邊環(huán)境中檢測到。為了得到相當(dāng)準(zhǔn)確的震源或火山源的位置,，更好地描述源區(qū)的幾何形狀和演變情況,，需要使用密集排列的應(yīng)力－應(yīng)變測量儀。光纖 光柵傳感器是能實現(xiàn)遠距離和密集排列復(fù)用傳感的寬帶,、高網(wǎng)絡(luò)化傳感器,，符合地震檢測等的要求,，因此它在地球動力學(xué)領(lǐng)域中無疑具有較大的潛在用途。有報道指 出,，光纖光柵傳感器已成功檢測了頻率為0.1Hz～2Hz,，大小為10-9 e的巖石和地表動態(tài)應(yīng)變。

　　2,、在航天器及船舶中的應(yīng)用

　　先進的復(fù)合材料抗疲勞,、抗腐蝕性能較好，而且可以減輕船體或航天器的重量,，對于快速航運或飛行具有重要意義,，因此復(fù)合材料越來越多地被用于制造航空航海工具(如飛機的機翼)。

　　為全面衡量船體的狀況,，需要了解其不同部位的變形力矩,、剪切壓力、甲板所受的抨擊力,，普通船體大約需要100個傳感器,，因此波長復(fù)用能力極強的光纖光柵傳 感器最適合于船體檢測。光纖光柵傳感系統(tǒng)可測量船體的彎曲應(yīng)力,，而且可測量海浪對濕甲板的抨擊力,。具有干涉探測性能的16路光纖光柵復(fù)用系統(tǒng)成功實現(xiàn)了帶 寬為5kHz范圍內(nèi)、分辨率小于10ne/(Hz)1/2的動態(tài)應(yīng)變測量,。

　　另外,，為了監(jiān)測一架飛行器的應(yīng)變、溫度,、振動,，起落駕駛狀態(tài)、超聲波場和加速度情況,，通常需要100多個傳感器,，故傳感器的重量要盡量輕，尺寸盡量小,，因此最靈巧的光纖光柵傳感器是最好的選擇,。另外，實際上飛機的復(fù)合材料中存在兩個方向的應(yīng)變,，嵌人材料中的光纖光柵傳感器是實現(xiàn)多點多軸向應(yīng)變和溫度測量的 理想智能元件,。

　　3、在民用工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

　　民用工程的結(jié)構(gòu)監(jiān)測是光纖光柵傳感器最活躍的領(lǐng)域,。對于橋梁,、礦井、隧道、大壩,、建筑物等來說,，通過測量上述結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布，可以預(yù)知結(jié)構(gòu)局部的載荷及狀 況,，方便進行維護和狀況監(jiān)測,。光纖光柵傳感器可以貼在結(jié)構(gòu)的表面或預(yù)先埋入結(jié)構(gòu)中，對結(jié)構(gòu)同時進行沖擊檢測,、形狀控制和振動阻尼檢測等,，還以監(jiān)視結(jié)構(gòu)的缺 陷情況。另外,，多個光纖光柵傳感器可以串接成一個傳感網(wǎng)絡(luò),，對結(jié)構(gòu)進行準(zhǔn)分布式檢測，并通過計算機對傳感信號進行遠程控制,。

　　光纖光柵傳感器可以檢測的建筑結(jié)構(gòu)之一為橋梁,。應(yīng)用時，一組光纖光柵被粘于橋梁復(fù)合筋的表面,，或在梁的表面開一個小凹槽,，使光柵的裸纖芯部分嵌進凹槽中 （便于防護）。如果需要更加完善的保護,，則最好是在建造橋時把光柵埋進復(fù)合筋,。同時，為了修正溫度效應(yīng)引起的應(yīng)變,，可使用應(yīng)力和溫度分開的傳感臂,，并在每 一個梁上均安裝這兩個臂。

　　兩個具有相同中心波長的光纖光柵代替法布里－珀羅干涉儀的反射鏡,，形成全光纖法布里－珀羅干涉儀(FFPI),，利用低相干性使干涉的相位噪聲最小化，這一 方法實現(xiàn)了高靈敏度的動態(tài)應(yīng)變測量,。用FFPI結(jié)合另外兩個FBG,，其中一個光柵用來測應(yīng)變，另一個被保護起來（免受應(yīng)力影響）,，以測量和修正溫度效應(yīng),， 同時實現(xiàn)了對三個量的測量：溫度、靜態(tài)應(yīng)變,、瞬時動態(tài)應(yīng)變,。這種方法兼有干涉儀的相干性和光纖布拉格光柵傳感器的優(yōu)點，在5me的測量范圍內(nèi),，實現(xiàn)了小于 1me的靜態(tài)應(yīng)變測量精度,、0.1℃的溫度靈敏度和小于1ne/(Hz)1/2的動態(tài)應(yīng)變靈敏度,。