光纤光栅及其在光纤传感器和光纤通信中的应用研究引起了人们普遍的关注,光纤光栅传感器具有不受电磁干扰、信号带宽大、灵敏度高、易于复用、重量轻、结构紧凑,是最近几年发展最为迅速的光纤无源器件之一。塑料光纤光栅具有良好的柔性,远低于石英光纤光栅的杨氏模量使得其在应变传感方面具有广阔的应用空间。 本文的研究工作主要围绕长周期塑料光纤光栅在传感领域的应用展开,并同石英光纤光栅进行了对比分析,主要内容包括: 介绍了分析光纤光栅特性的基本理论,用耦合模理论分析了均匀周期布喇格光栅和长周期光纤光栅的光谱特性,并简要介绍了传输矩阵法和傅氏变换法等其他光纤光栅典型理论。 介绍了利用布喇格光栅和长周期光纤光栅进行传感测量的理论基础,并对它们在传感测量过程中温度灵敏度和应变灵敏度系数进行了详细的分析。 塑料光纤和石英光纤不能直接简单耦合,为了便于后续实验的开展,本文介绍了一套基于图像识别和功率自动反馈调整的三维石英光纤和塑料光纤自动耦合系统,系统具有较好的稳定性,单模石英光纤的耦合损耗可低达0.5dB～0.8dB。 分别构建了长周期塑料光纤光栅的应变和温度传感实验平台,在应变传感实验平台上,长周期塑料光纤光栅的应变灵敏度系数为1.144pm/με,已经测得的最大应变量为1.267%。在温度传感实验平台上,分别测得了不同温度下光纤光栅的透射谱,温度灵敏度系数56.23pm/℃。同时在上述实验平台上,采用布喇格光栅进行了温度和应变传感实验,实验结果同长周期塑料光纤光栅进行了对比分析。 最后进行了总结,并对后续研究提出了进一步的设想和展望。