近年來(lái)，傳感器在朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過(guò)程中，光纖傳感器這個(gè)傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優(yōu)異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細(xì)、質(zhì)軟、重量輕的機(jī)械性能；絕緣、無(wú)感應(yīng)的電氣性能；耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等，它能夠在人達(dá)不到的地方（如高溫區(qū)），或者對(duì)人有害的地區(qū)（如核輻射區(qū)），起到人的耳目的作用，而且還能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。

 

　　光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調(diào)制器，使待測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏正態(tài)等）發(fā)生變化，稱(chēng)為被調(diào)制的信號(hào)光，在經(jīng)過(guò)光纖送入光探測(cè)器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測(cè)參數(shù)。

 

　　光纖傳感器的特點(diǎn)有：

 

　　(1)探測(cè)和傳輸?shù)墓庑盘?hào)不受微波和電磁波的干擾，它可置于高溫、高壓、強(qiáng)電磁場(chǎng)、易燃、易爆和強(qiáng)放射性環(huán)境中?？蓪?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)。目前已研制出幾千米長(zhǎng)的光纖熒光測(cè)量裝置。

 

　　(2)光纖本身絕緣，且光纖及其探頭可做得很小而且柔軟，可直接插入活體組織內(nèi)，并能作長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，如監(jiān)測(cè)血液、細(xì)胞等。

 

　　(3)應(yīng)用多波長(zhǎng)和時(shí)間分辨技術(shù)，能制造出同時(shí)對(duì)兩種或兩種以上組分響應(yīng)的光纖傳感器，實(shí)現(xiàn)多組分同時(shí)測(cè)定。

 

　　(4)光度分析中的顯色劑、熒光試劑、化學(xué)發(fā)光試劑、固定化酶等都可作為光纖傳感器的固定試劑相，試劑相也可固定在適當(dāng)基底上，不與光纖端直接接觸，便于更換。

 

　　(5)屬于非破壞性分析，不會(huì)引起試液變化。

 

　　光纖傳感器存在的問(wèn)題：

 

　　(1)環(huán)境中的光線對(duì)測(cè)量產(chǎn)生干擾，樣品測(cè)試需在暗處進(jìn)行；

 

　　(2)光在光纖中的傳播會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度損失；

 

　　(3)試劑相穩(wěn)定時(shí)間不夠長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)范圍窄。

 

　　光纖傳感器通過(guò)光導(dǎo)纖維把輸入變量轉(zhuǎn)換成調(diào)制的光信號(hào)。光纖傳感器的測(cè)量原理有兩種：

 

　　（1）物性型光纖傳感器原理，物性型光纖傳感器是利用光纖對(duì)環(huán)境變化的敏感性，將輸入物理量變換為調(diào)制的光信號(hào)。其工作原理基于光纖的光調(diào)制效應(yīng)，即光纖在外界環(huán)境因素，如溫度、壓力、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等等改變時(shí)，其傳光特性，如相位與光強(qiáng)，會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象。因此，如果能測(cè)出通過(guò)光纖的光相位、光強(qiáng)變化，就可以知道被測(cè)物理量的變化。

 

　　這類(lèi)傳感器又被稱(chēng)為敏感元件型或功能型光纖傳感器。激光器的點(diǎn)光源光束擴(kuò)散為平行波，經(jīng)分光器分為兩路，一為基準(zhǔn)光路，另一為測(cè)量光路。外界參數(shù)(溫度、壓力、振動(dòng)等)引起光纖長(zhǎng)度的變化和相位的光相位變化，從而產(chǎn)生不同數(shù)量的干涉條紋，對(duì)它的模向移動(dòng)進(jìn)行計(jì)數(shù)，就可測(cè)量溫度或壓等。（2）結(jié)構(gòu)型光纖傳感器原理，結(jié)構(gòu)型光纖傳感器是由光檢測(cè)元件(敏感元件)與光纖傳輸回路及測(cè)量電路所組成的測(cè)量系統(tǒng)。其中光纖僅作為光的傳播媒質(zhì)，所以又稱(chēng)為傳光型或非功能型光纖傳感器。

 

　　光纖傳感器一般由光源、光纖和光探測(cè)器三部分組成，如圖所示。圖(a)為功能型(也稱(chēng)傳感型)傳感器，它是利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成的傳感器，圖(b)和圖(c)為非功能型(也稱(chēng)傳光型)傳感器，由于光纖只起傳輸光波的作用，必須在光纖端面或中間加裝其他敏感元件才能構(gòu)成傳感器。

 

　　在圖(b)中，將敏感元件置于入射與接收光纖中間，在被測(cè)對(duì)象的作用下，或使敏感元件遮斷光路，或使敏感元件的光透射率發(fā)生變化，這樣，光探測(cè)器所接收的光量便成為被測(cè)對(duì)象調(diào)制后的信號(hào)；在圖(c)中，光纖一端設(shè)置“敏感元件+發(fā)光元件”的組合部件，敏感元件受被測(cè)對(duì)象的作用并將其變換為電信號(hào)后作用于發(fā)光元件，而發(fā)光元件的發(fā)光強(qiáng)度作為測(cè)量所得的信息。