今天介绍 2015 年最重要的一个光纤传感会议， “ 24th InternationalConference on Optical Fibre Sensors ”。时间： 28 September – 2 October 2015 ；地点： Curitiba, Brazil 。我原计划参加此会议，后来由于时间原因未能成行。 SPIE 论文集卷号 9634 ，共收录了 270 余篇论文，论文目录见： http://proceedings.spiedigitallibrary.org/volume.aspx?volumeid=17371 。因本人未亲自参会，只能根据论文集的内容选择部分论文大致分类介绍如下（文章太多，仅仅简要介绍，一般不做评论）。 光纤光栅类传感器（不包括 LPG ） 葡萄牙 University of Porto 的 Ricardo M. Andr é 报道了采用离子束刻蚀的方法在拉锥光纤端部刻写光栅（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96343I ）。 图 1 在拉锥光纤端部刻写光栅 塞浦路斯 Cyprus Universityof Technology 的 Kyriacos Kalli 等报道了用飞秒激光器在 POF 上刻写 FBG （ Proc. of SPIE Vol.9634, 96343N ）。 图 2 用飞秒激光器在 POF 上刻写 FBG 澳大利亚 UNSW 的 Kishore Bhowmik 等报道了采用溶剂腐蚀聚合物光纤光栅实现温度和应变同时测量（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 963480 ）。 图 3 聚合物光纤光栅实现温度和应变同时测量 印度 Indian Institute ofTechnology Guwahati 的 Pathi Munendhar 等报道了采用刻蚀的 FBG 折射率调制的湿度传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96343V ）； 德国 Munich Universityof Applied Sciences 的 Marchi G 等用激光在 FBG 中央加工一个环形槽使之对力更加敏感（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 963458 ）； 丹麦 Technical Universityof Denmark 的 Ivan-Lazar Bundalo 等报道了基于 PMMA 的聚合物 FBG 的长期应变特性（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96347Y ）； 武汉理工大学的 Wei Bai, JixiangDai 分别报道了在弱反射光栅上的氢气传感器（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96347E 、 96346J ）以及在拉制光纤过程中在线刻写光栅（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96342A ）。 此外还有： 1) Fiber Bragg grating regeneration temperature in standard fibers, v. 9634,p. 96345K. 2) Fiber Bragg grating inscriptions in multimode fiber using 800 nmfemtosecond laser, v. 9634, p. 963463. 3) Stretching the limits for the decoupling of strain and temperature withFBG based sensors, v. 9634, p. 96343S. 4) Femtosecond laser inscribed Bragg gratings in gold-coated fiber for spaceapplication, v. 9634, p. 963460. 5) Humidity insensitive step-index polymer optical fibre Bragg gratingsensors, v. 9634, p. 96342L. LPG 英国 Edinburgh NapierUniversity 的 Lourdes Alwis 等报道了采用 LPG 和 FBG 串联的湿度传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 963462 ），在 LPG 涂覆聚酰亚胺使其对湿度敏感。 图 4 LPG 和 FBG 串联的湿度传感器的透射谱 葡萄牙 University of Porto 的 L. Coelho 等报道了采用 LPG 监测过渡金属的氧化（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96340N ），当涂覆在 LPG 外的过渡金属氧化时，会引起透射谱阻带的变化。 图 5 采用 LPG 监测过渡金属的氧化 英国 CranfieldUniversity 的 M. Partridge 等报道了涂覆血红蛋白的 LPG 氧传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96342S ）； 英国 Aston University 的 Graham C. B. Lee 等报道了采用磁致伸缩材料（ Terfenol-D ）的 LPG 磁场传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96340K ）； 爱尔兰 Dublin Institute ofTechnology 的 Pengfei Wang 等报道了在多模光纤中的 LPG 用于折射率传感（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96346A ）； 澳大利亚 The University ofSydney 的 Wen Liu 等报道了在 W 形折射率的光纤中通过退火实现 LPG 对温度和应变的减敏（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96344L ）。 此外还有： 1) High sensitive reflection type long period fiber grating biosensor forreal time detection of thyroglobulin, a differentiated thyroid cancerbiomarker: the Smart Health project, v. 9634, p. 96342G. 2) Customizing CO2laser inscription of LPG sensors to enhance the sensitivityto refractive index, v. 9634, p. 96345X. 3) Enhancing sensitivity of long-period gratings by combined fiber etchingand diamond-like carbon nano-overlay deposition, v. 9634, p. 963456. 4) Photodecomposition of a target compound detected using an optical fibrelong period grating coated with a molecularly imprinted titania thin film, v.9634, p. 96340Y. 5) Simultaneous multipoint strain measurement using cascaded long periodfiber gratings, v. 9634, p. 96343Q. 6) Intensity-modulated refractometer with long period fiber grating cascadedby chirped fiber grating, v. 9634, p. 96346F. 7) Fabrication and sensing characteristics of helical long-period fibergratings written in the rotated fiber by CO2laser, v. 9634, p. 96346Y. 光纤激光器传感器 澳大利亚 Defence Science andTechnology Organisation 的 Scott Foster 报道了 8 元光纤激光水听器阵列的海试（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96342F ），阵元间距 1.5 m ，试验在 2013 年 9 月进行。 图 6 光纤激光水听器 中科院半导体所的 Zhaogang Wang 等报道了光纤激光加速度传感器液体阻尼的影响（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96347N ），发现不同的液体阻尼对传感器的响应有一定的影响。 图 7 光纤激光加速度计在不同阻尼下的响应 西班牙 Universidad P ú blica de Navarra 的 S. Diaz 报道了采用双波长光纤激光器的温度传感器（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 963476 ）； 暨南大学的 Yunbo LI 报道了 FBG 的反馈对 DBR 光纤激光器的偏振拍频的影响（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96347L ）； 葡萄牙 aINESC TEC 的 I. M. Nascimentoa 报道了基于磁致伸缩材料的光纤激光磁场传感器（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96345T ）。 此外还有： Fiber laser sensor system based on a random mirror and a compound ringresonator for displacement measurements, v. 9634, p. 96344A. 光纤 FP 传感器 爱尔兰 University ofLimerick 的 DineshBabuDuraibabu 等报道了采用 FBG/CFBG 和 FP 复合的压力温度传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96344J. 和 Proc. of SPIE Vol. 9634, 96342N ）。 图 8 温度压力复合传感器 美国 Stanford University 的 Wonuk Jo 等报道了一种极高灵敏度的 FP 压力传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96341P ），其最小可探测声压达到 5. 4 μPa/√H z 。 图 9 FP 压力传感器 伊朗 Shahid BeheshtiUniversity 的 O. R. Ranjbar Naeini 等报道了利用微球的内外表面形成复合 FP 腔的温度 / 折射率传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 963472 ）。 图 10 复合 FP 腔的温度 / 折射率传感器 葡萄牙 INESC Porto 的 Marta S. Ferreiraa 报道了可测量 900 度高温的 FP 温度传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96343P ）。 图 11 FP 高温温度传感器 巴西 Pontif í cia UniversidadeCat ó lica do Rio de Janeiro 的 Paula M. P. Gouv ê a 等报道了采用磁致伸缩材料的 FP 磁场传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 963438 ）。 图 12 FP 磁场传感器 巴西 Federal Universityof Technology - Para ná 的 Rodrigo Fiorin 等报道了在 FBG 上用飞秒激光器加工 FP 腔（ Proc. of SPIE Vol.9634, 963471 ）。 图 13 在 FBG 上用飞秒激光器加工 FP 腔 中国计量大学的 Yangzi Zheng 等报道了基于 pH 敏感凝胶层的气体传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96344C ）。 图 14 基于 pH 敏感凝胶层的气体传感器 上海交通大学的 Jiageng Chen 等报道了采用 FFPI 和相移光栅的亚 n 应变级传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96343T ）。因采用反馈控制取代激光扫描，解调速度也得到提高。 图 15 高精度应变传感器解调方法 上海大学的 Pengfei Chen 报道了在熔接中形成微球的 FP 传感器用于高温传感（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96347T ）。 图 16 上海大学报道的高温 FP 传感器 电子科大 Zengling Ran 等报道的温度应力复合传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 963459 ）。 图 17 温度应力复合传感器 中科院安光所的 J. Li 等报道了在多芯光纤的端面用聚焦离子束刻蚀 4 个 45 °斜面作为低精细度 FP 腔的端镜从而实现二维加速度传感器（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96341E ）。 图 18 聚焦离子束刻蚀的 FP 腔 法国 LNE-SYRTE,Observatoire de Paris 的 Konstantin Ott 报道了高精细度的 FP 腔（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96341L ）。 干涉式光纤传感器（除 FP 外的各种光纤干涉仪） 中国香港 The Hong KongPolytechnic University 的 W. Talataisong 等报道了用在线 MZ 干涉仪的高压传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96345B ）。 图 19 光纤高压传感器 哈尔滨工程大学的 Zhihai Liu 等报道了采用双芯光纤实现的在线 Michelson-FP 复合式干涉仪（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96341S ），并介绍了其径向和轴向传感特性。 图 20 在线 Michelson-FP 复合式干涉仪 巴西 UniversidadeFederal do Par á 的 C. R. da Silveira1 等报道了采用在线 MZ 干涉仪的倾斜传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96341W ）； 西班牙 University ofAlcala 的 ó . Esteban 等报道了采用 FC/PC 接头形成光纤干涉仪实现折射率传感（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 963437 ）； 日本 Toshiba Corporation 的 Masao Takahashi 等报道了用光纤 Sagnac 干涉仪的电压传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96345P ）。 此外还有： 1) Mach-Zehnder interferometric based on a 5-core fiber, v. 9634, p. 963421. 2) Single mode fiber and twin-core fiber connection technique for in-fiberintegrated interferometer, v. 9634, p. 96347C. 光子晶体光纤类传感器 韩国 School ofInformation and Communications 的 Khurram Naeem 等报道了基于双芯高双折射 PCF 的扭转传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96347K ）。 图 21 PCF 扭转传感器 中国香港 The Hong KongPolytechnic University 的 Fan Yang 等报道了基于光子晶体光纤的气体传感器（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 963410 、 Proc. of SPIE Vol. 9634, 96340W ）； 此外还有： 1) Negative curvature fibres: exploiting the potential for novel opticalsensors, v. 9634, p. 963455. 2) New SPR PCF D-type optical fiber sensor configuration for refractive indexmeasurement, v. 9634, p. 96346Z. 微结构光纤类传感器（包括 taper 、 TFBG ） 巴西 UniversidadeEstadual de Campinas 的 Jonas H. Osóri o 等介绍了表面纤芯的光纤（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96340V ），及其压力传感器的应用（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96343B. ）。 图 22 表面纤芯的光纤 南开大学的 Wei Lin 等报道了在光纤拉锥部位填充磁流体材料的磁场传感器（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96347U ）。 图 23 光纤磁场传感器 中国香港 The Hong KongPolytechnic University 的 Jie Wang 等报道了基于微结构光纤的风速传感器（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96341M ），在微结构光纤的孔中填充金属，可以吸收激光传来的能量发热，风速的大小与散热成一定关系，通过监测 FBG 的温度漂移检测风速。 图 24 光纤风速传感器 西北大学的 Zhihua Shao 等报道了用 S 形拉锥的 FBG 折射率传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96340R ）。 图 25 基于拉锥的折射率传感器 暨南大学的 Jieyuan Tang 等报道了采用侧磨光纤的丙酮蒸汽传感器（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96346H ），侧磨掉的部分填充胆固醇液晶。 图 26 光纤丙酮蒸汽传感器 葡萄牙 Instituto deTelecomunica çõe 的 Ricardo Oliveira 等报道了用 248 nm 激光在微结构 PCF 上刻写光栅的方法（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96344X ）； 西班牙 Public Universityof Navarra 的 P. Sanchez 等报道了基于 Indium-Tin-Oxide 涂层的折射率传感器（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96347M ），并被用于润滑油温度检测； 西班牙 Universidad Pública de N avarra 的 S. Rota-Rodrigo1 等报道了基于纳米线光纤的湿度传感器（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96342H ）； 英国 Aston University 的 C. A. F. Marques 等报道了采用微结构聚合物 FBG 的液位传感器（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96345V ）； 暨南大学的 Xuhui Qiu 等报道了镀银倾斜光栅用于折射率传感（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96346G ）。 此外还有： 1) Enhancement of temperature sensitivity of a Mach-Zehnder interferometerbased on a polymer-overlaid microfiber, v. 9634, p. 96345J. 2) Relative humidity sensor based on an optical microfiber knot resonatorwith a polyvinyl alcohol overlay, v. 9634, p. 96346X. 3) Improved response time of laser etched polymer optical fiber Bragg gratinghumidity sensor, v. 9634, p. 96343K. 4) A SPR sensor based on twin-core fiber, v. 9634, p. 96347P. 5) Vector magnetic measurement based on directional scattering betweenpolarized plasmon wave and arrayed nanoparticles, v. 9634, p. 96345N 6) Simultaneous demodulation of polarization mode coupling and fiber Bragggrating within a polarization maintaining fiber, v. 9634, p. 963436. 7) Temperature sensor based on a tapered optical fiber with ALD nanofilm, v.9634, p. 963474. 8) Highly birefringent polymer fibers for hydrostatic pressure sensing, v.9634, p. 96341Z. 解调方法及复用技术 西班牙 Universidad P úb lica de Navarra 的 D. Leandro 等报道了采用随机激光器的 FBG 传感器解调方法（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96340O ，其中的 π 相 移光栅（ PS-FBG ）既是传感元件也是选频元件），以及时分和波分混合复用技术（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 963415 ）。 图 27 基于随机激光器的 FBG 传感器解调方法 图 28 时分和波分混合复用技术 西班牙 Univ. Carlos III deMadrid 的 O. E.Bonilla-Manrique 等报道了采用双光频梳实现 FBG 解调的方法（ Proc. of SPIE Vol. 9634,963422 ），解调信号频率可到 3 kHz ，精度 在 μ 应变级别。 图 29 采用双光频梳实现 FBG 解调 巴西 CPqD Foundation 的 Jo ão Paulo V.Fracarollia 等报道了基于 DFB 激光器的 FBG 高速解调方法（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96347Q ），解调速率可达 60 kHz 。 图 30 FBG 高速解调 中国哈尔滨工程大学的 Lu Hou 报道了对 PGC 算法的改进，通过结合 3 × 3 算法，提高了动态范围并降低了低频调制深度的漂移（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 9634Y5 ）。 图 31 PGC 算法的改进 西班牙 Universidad MiguelHern á ndez 的 Juan Clementa 等报道了基于波长延迟测绘技术的级联 FBG 解调方法（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96344S ）； 韩国 Pusan NationalUniversity 的 Gyeong Hun Kim 等报道了基于 MHz 扫描速度的光纤激光器的 FBG 解调方法（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96345H ），给出了 50 kHz 的解调结果； 巴西 Instituto deEstudos Avan ç ados 的 Hugo Leonardo Rocha de Lira 等报道了提高开环光纤陀螺动态范围的方法（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 963439 ）； 北航的 Yuxuan Chen 报道了基于傅里叶变换的 Sagnac 干涉仪传感器的相位解调方法（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96343A ）。 此外还有： 1) Range-resolved signal processing for fibre segment interferometry appliedto dynamic long-gauge length strain sensing, v. 9634, p. 96341Q. 2) Very high sensor-density multiplexing using a wavelength-to-time domainreflectometry approach based on a rapidly swept akinetic laser, v. 9634, p.96342B. 3) Real-time multi-monitoring interrogation based on Fourier domainmode-locked fiber laser for measurement of radiation dose and multipointstrain, v. 9634, p. 96344G. 4) Interferometric fiber Bragg grating shift demodulation, v. 9634, p.96347O. 5) Interrogation of fiber Bragg grating sensors using a VCSEL and correlationtechniques, v. 9634, p. 963473. 6) Optical code division multiplexed fiber Bragg grating sensing networks, v.9634, p. 963478. 光纤传感器的应用 意大利 National ResearchCouncil 的 L. Schenato 等报道了 PCF 传感器用于隧道裂缝检测（ Proc. of SPIE Vol.9634, 963482 ）。 图 32 光纤传感器用于隧道裂缝检测 加拿大 National ResearchCouncil Canada 的 Robert B. Walker 等报道了飞秒写入的 FBG 在汽化器温度监测中的应用（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96343X ）。 图 33 光纤传感器用于汽化器温度监测 英国 Heriot-WattUniversity 的 Dirk Havermann 等报道了采用 FBG 监测金属残余应力的方案（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96340T ），如果能够通过退火释放残余应力并监测，本文的结论将更有说服力。 图 34 FBG 用于金属残余应力监测 同组的 Jinesh Mathew 报道了埋入 FP 传感器用于高温传感（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96340Q ） 巴西 Federal Universityof Technology – Paran á 的 Ana Paula G. O.Franco 等报道了用 FBG 传感器监测丙烯酸树脂的固化收缩及温度（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96347R. ）； Kleiton de Morais Sousa 等报道了 FBG 传感器用于感应电机的热和振动分析（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 963443 ）； Gabriela C. Marin 报道了用 FBG 传感器测量人的咬合力（ Proc. of SPIE Vol.9634, 963425 ）。 图 35 FBG 用于监测咬合力 英国 University ofStrathclyde 的 I. Mckeeman 等报道了用于预应力监测的 FBG 传感器的温度校准方法（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96345I ）； M. Perry 等报道了金属封装的 FBG 应变传感器用于混凝土结构表面安装（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 963466 ）； 英国 University ofNottingham 的 F.U. Hernandez 等报道了用 FBG 监测气管导管套接触压力的实验（ Proc. of SPIE Vol.9634, 963435 ）； 英国 City UniversityLondon 的 M. Fabian 报道了采用 FBG 传感器监测电机的振动（ Proc. of SPIE Vol.9634, 963417 ）； 以色列 Tel-Aviv University 的 Moshe Tur 等报道了分布式传感器用于飞行器结构健康监测（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96340P ）； 西班牙 FOCUS S.L. 的 H. F. Martins 的报道了基于 Φ OTDR 技术的管道监测系统（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96347X ）； 法国 Lab. Hubert Curien 的 A. Morana 等介绍了欧盟 H2020 计划中的 HOBAN （ Development of HardOptical Fiber BrAgg GratiNgs Sensors ）项目（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96347Z ）； 葡萄牙 INESC TEC 的 Rui Oliveira 等报道了用 FBG 传感器确定质心的方法（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96347H ）； D. Viveiros 等报道了光纤传感器在煤矿矸石堆温度和气体监测的应用（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96343Y ）； 巴西 Pontifical CatholicUniversity of Rio de Janeiro 的 Sully M. M Quintero 等报道了用 FBG 传感器监测碳酸盐石在激光钻孔时的温度和应力场分布（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 963441 ）； 武汉理工大学的 Sheng LI 等报道了基于光纤传感器的桥梁健康监测系统（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 963447 ）。 其它 两篇与 3D 打印相关： 1 ）澳大利亚 The University ofSydney 的 Kevin Cook 报道了用 3D 打印的预制棒拉制光纤（ Proc. of SPIE Vol.9634, 96343E ）； 2 ） Photonic liquidcrystal fibers tuning by four electrode system produced with 3D printingtechnology, v. 9634, p. 96345F. 。 韩国 Hanyang University 的 Yeon Jun Kim 报道了用多芯光纤制作的在线耦合器（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96343L ）； 新加坡 Nanyang TechnologicalUniversity 的 Raghunandhan Ravikumar 等报道了基于壳聚糖水凝胶的重金属离子探测的光纤传感器（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96344O ）； 巴西 UniversidadeEstadual Paulista 的 Marlon R. Garcia 等报道了用光纤角位移传感器测量 Lamb 波（ Proc. of SPIE Vol. 9634, 96347I ）。 图 36 光纤角位移传感器 分布式光纤传感器 需要说明的是，分布式光纤传感技术是诸多光纤传感技术中最有前景、应用最广泛的方向之一，例如已经在火灾报警和温度健康领域获得广泛应用的 DTS 、在结构健康监测领域广泛应用的 BOTDA 、在周界安全领域应用的分布式振动传感器、正在油气领域蓬勃发展的 DAS 等等。但是本人已经不从事这个方向多年，有兴趣的科研人员可以在这个文集中找到很多分布式光纤传感的文献，比如： BOTDA/BOTDR ： 1) Dynamic distributed Brillouin optical fiber sensing based on multi-slope analysis,v. 9634, p. 96344T. 2) Enlargement of measurement range in Brillouin optical correlation domainanalysis with high-speed random accessibility using temporal gating scheme formultiple-points dynamic strain measurement, v. 9634, p. 96340H. 3) Long-term monitoring of local stress changes in 67km installed OPGW cableusing BOTDA, v. 9634, p. 963461. 4) Coherent pulse compression Brillouin dynamic gratings reflectometry forslope-assisted, fast and distributed fiber strain sensing, v. 9634, p. 96341I. 5) Unexpected non-local effects in dual-probe-sideband BOTDA, v. 9634, p.963430. 6) Reaching the ultimate performance limit given by non-local effects inBOTDA sensors, v. 9634, p. 96342E. 7) 1200 ° C high-temperature distributed Brillouin optical fiber sensing based onphotonics crystal fiber, v. 9634, p. 963485. 8) Influence of polarization scrambling on Brillouin opticalcorrelation-domain reflectometry using plastic fibers, v. 9634, p. 96342Z. 9) Simplified Brillouin sensor for structural health monitoring applicationsbased on passive optical filtering, v. 9634, p. 96346O. 10) Enhanced tolerance to pulse extinction ratio in Brillouin optical timedomain analysis sensors by dithering of the optical source, v. 9634, p. 96344Z. 11) Colour cyclic code for Brillouin distributed sensors, v. 9634, p. 963431. 12) Differential chirped-pulse pair for sub-meter spatial resolution Brillouindistributed fiber sensing, v. 9634, p. 96341D. 13) High-resolution Brillouin analysis of composite materials beams, v. 9634,p. 96346N. 14) Simple BOTDA temperature sensor based on distributed Brillouin phase-shiftmeasurements within a Sagnac interferometer, v. 9634, p. 96346L. 15) Brillouin optical correlation domain reflectometry with temporal gatingscheme and apodization scheme, v. 9634, p. 96341A. 16) High-performance Brillouin optical correlation-domain reflectometry, v.9634, p. 96342V. 17) BOTDA-based DTS robustness demonstration for subsea structure monitoringapplications, v. 9634, p. 96345Z 18) Brillouin optical correlation domain analysis with more than 1 millioneffective sensing points, v. 9634, p. 96340I. 19) Intensifying Brillouin distributed fibre sensors using image processing,v. 9634, p. 96342D. 20) High-sensitive distributed transverse load sensing based on Brillouindynamic gratings, v. 9634, p. 96346M. 21) Mitigation of modulation instability in Brillouin distributed fibersensors by using orthogonal polarization pulses, v. 9634, p. 963433. 22) Overcoming non-local effects and Brillouin threshold limitations inBrillouin distributed sensors, v. 9634, p. 963487. 23) Brilloun optical time domain analysis sensor assisted by a Brillouindistributed amplifier, v. 9634, p. 96344U. 24) Sources of noise in Brillouin optical time-domain analyzers, v. 9634, p.963434. 25) Bend-insensitive distributed sensing in singlemode-multimode-singlemodeoptical fiber structure by using Brillouin optical time-domain analysis, v.9634, p. 96344Y. 26) Multi-parameter sensing based on the stimulated Brillouin scattering ofhigher-order acoustic modes in OAM fiber, v. 9634, p. 96340L. 27) 200 km fiber-loop Brillouin distributed fiber sensor using bipolar Golaycodes and a three-tone probe, v. 9634, p. 96340J. DTS ： 28) 200 MW hydroelectric generator stator surface temperature monitoring usinga DTS system, v. 9634, p. 963442. 29) Temperature calibration of optical fiber attenuation differences inducedmeasurement error of Raman distributed temperature sensor, v. 9634, p. 96344R. 30) Raman distributed temperature measurement at CERN high energy acceleratormixed field radiation test facility (CHARM), v. 9634, p. 963446. DAS ： 31) A distributed acoustic and temperature sensor using a commercialoff-the-shelf DFB laser, v. 9634, p. 96342C. 32) Distributed acoustic sensing: towards partial discharge monitoring, v.9634, p. 96341C. OFDR/POTDR 及其他： 33) Optical frequency domain reflectometry based fiber Bragg grating vibrationsensor array using sinusoidal current modulation of laser diodes, v. 9634, p.96341F. 34) Over 100km long ultra-sensitive dynamic sensing via Gated-OFDR, v. 9634,p. 96341B. 35) Coating impact and radiation effects on optical frequency domain reflectometryfiber-based temperature sensors, v. 9634, p. 96346U. 36) Compensation of optical source phase noise in long-range OFDR by using anoptical fiber delay loop, v. 9634, p. 96342Y. 37) Quasi-distributed fiber sensor based on Fresnel-reflection-enhanced Incomplete-POTDRsystem, v. 9634, p. 96347F. 38) Distributed fiber vibration measurement based on phase extraction fromtime-gated digital OFDR, v. 9634, p. 96342W. 39) Narrow-linewidth laser source with precision frequency tunability fordistributed optical sensing applications, v. 9634, p. 96346V. 40) Novel multi-point disturbance detection method for polarization-sensitiveoptical time domain reflectometry, v. 9634, p. 96344Q. 41) New properties of a fiber optic sensor in application of a composite fencefor critical infrastructure protection, v. 9634, p. 963483. 42) Ultra-long and high-stability random laser based on EDF gain-media andRayleigh scattering distributed mirror, v. 9634, p. 96345D.
光纤传感“半月谈”被我写成了“半年谈”，实在惭愧。每年的 9-10 月和 3-4 月都是科研人员的项目申请季，一耽误就是半年。 凡事贵在坚持。从今天做起。本期主要介绍 2013 年第二季度读到的部分文献。 温度传感器 中国计量大学的 Y. Xin 等人报道了采用酒精填充的边孔光纤干涉仪测量温度的方法（ Y. Xin, X. Dong, Q. Meng, F. Qi, and C.-L. Zhao, Alcohol-filledside-hole fiber Sagnac interferometer for temperature measurement, Sensors and Actuators A , vol. 193, pp.182 – 185, 2013. ），图 1 。其温度灵敏度约为 86.8 pm/ ◦ C 。 图 1 采用边孔光纤的温度传感器 巴西的 R. E. P. d. Oliveira 等人研究了光子晶体带隙光纤的光谱的温度特性（ R. E. P. d. Oliveira, J. C. Knight, T. Taru, and C. J. S. d. Matos1,Temperature response of an all-solid photonic bandgap fiber for sensingapplications, APPLIED OPTICS ,vol. 52, pp. 1461-1467, 2013. ）。 南开大学 H. Liang 等人报道了一种同时测量温度和力的 PCF 传感器（ H. Liang, W. Zhang,P. Geng, Y. Liu, Z. Wang, J. Guo, et al., Simultaneous measurement oftemperature and force with high sensitivities based on filling different indexliquids into photonic crystal fiber, Opt.Lett. , vol. 38, pp. 1071-1073, 04/01 2013. ）。该传感器在 PCF 的两个孔中填充液体，在透射谱里面选择两个透射峰，而这两个透射峰对于温度和应力的敏感程度不同（分别红移和蓝移），从而实现了温度和应变的同时测量（图 2 ）。 图 2 液体填充的 PCF 传感器示意图 香港理工大学的 Liu, Z. 等人报道了在高双折射 PCF 上写入 FBG 进行温度和压力传感的方法（ Liu, Z., et al.(2013). Ultrahigh birefringence index-guiding photonic crystal fiber andits application for pressure and temperature discrimination. Opt. Lett. 38(9): 1385-1387. ），图 3 。 图 3 高双折射光纤的制作过程 华中科技大学的 J. Wo 等人报道了采用 MSM 结构的光纤温度传感器（ J. Wo, Q. Sun, H.Liu, X. Li, J. Zhang, D. Liu, et al., Sensitivity-enhanced fiber optictemperature sensor with strain response suppression, Optical Fiber Technology , 2013. ），该传感器利用纤芯模和包层模的干涉来测温（图 4 ），并具有较低的应变灵敏度。 图 4 具有 MSM 结构的温度传感器 吉林大学的 Xue, Y 等报道了采用异丙醇填充的光纤拉锥具有极高的温度灵敏度（ Xue, Y., et al. (2013). Ultrasensitive temperature sensor based onan isopropanol-sealed optical microfiber taper. Opt. Lett. 38(8): 1209-1211. ）传感器图如图 5 所示。 图 5 光纤拉锥示意图 折射率传感器 墨西哥的 M. G. Shlyagin 等人报道了一种自参考的光纤折射率传感器（ M. G. Shlyagin, R. M. Manuel, and ó . Esteban,Optical-fiber self-referred refractometer based on Fresnel reflection atthe fiber tip, Sensors andActuators B: Chemical , vol. 178, pp. 263-296, 2013. ）。该传感器在光纤端部写入两个低反射率的 FBG ，与光纤端面共同构成 3 个干涉仪（图 6 ），通过干涉相位检测的方法检测折射率。 图 6 光纤端面折射率传感器 山东大学的 M. Jiang 等人报道了采用 TiO 2 涂层的光纤 FP 折射率传感器（ M. Jiang, Q.-S. Li,J.-N. Wang, Z. Jin, Q. Sui, Y. Ma, et al., TiO 2 nanoparticlethin film-coated optical fiber Fabry-Perot sensor, Opt. Express , vol. 21, pp. 3083-3090, 02/11 2013. ）。通过增加 TiO2 涂层（图 7 ），传感器的灵敏度提高了 2.6 倍。 图 7 采用 TiO2 涂层的光纤 FP 折射率传感器 美国 University ofNebraska – Lincoln 的 Tian, J 等人报道了采用微结构光纤 FP 腔的折射率传感器（ Tian, J., et al.(2013). Microfluidic refractive index sensor based on an all-silicain-line Fabry-Perot interferometer fabricated with microstructuredfibers. Opt. Express 21(5):6633-6639. ），该传感器表现出来很高的灵敏度和稳定性以及温度不敏感特性。 图 8 采用微结构光纤 FP 腔的折射率传感器 此外，加拿大渥太华大学的 Jeremie Harris 等人报道了基于包层外模式干涉的在线光纤干涉仪型折射率传感器（ Harris, J., et al. (2013). Highly sensitive in-fiber interferometricrefractometer with temperature and axial strain compensation. Opt. Express 21(8): 9996-10009. ）。该传感器实现了温度和轴向应变的补偿，传感器如图 9 所示。 图 9 基于在线 MZ 干涉仪的折射率传感器 加拿大的 Tripathi, S. M. 等报道了采用串联的具有双谐振峰的 LPG 折射率传感器（ Tripathi, S. M., etal. (2013). Temperature insensitive high-precision refractive-indexsensor using two concatenated dual-resonance long-period gratings. Opt. Lett. 38(10): 1666-1668. ），通过调整两个 LPG 之间的距离可以实现温度补偿，如图 10 。 图 10 串联 LPG 的折射率传感器 台湾的 Lee, C. L 等报道了在光纤内部镀金膜（镀膜 - 熔接 - 切割）形成的 FP 腔用于折射率传感（ Lee, C. L., et al.(2013). Microcavity Fiber Fabry-Perot Interferometer With an EmbeddedGolden Thin Film. IEEE PhotonicsTechnology Letters 25(9): 833-836. ），如图 11 所示。 图 11 由金膜和端面形成光纤 FP 腔的折射率传感器 中科院 重庆绿色智能技术研究院 的 Di, W. 等报道了利用电弧放电在 SM 光纤中形成 FP 腔的折射率传感器（ Di, W., et al.(2013). Intrinsic fiber-optic Fabry-Perot interferometer based on arcdischarge and single-mode fiber. APPLIEDOPTICS 52(12): 2670-2675. ），外界折射率会改变干涉条纹的对比度（图 12 ）。 图 12 FP 腔的折射率传感器 磁场传感器 北京理工大学的 Gao, R. 等报道了基于光子晶体光纤的磁场传感器（ Gao, R., et al. (2013). All-fiber magnetic field sensors based onmagnetic fluid-filled photonic crystal fibers. Opt. Lett. 38(9): 1539-1541. ）。该传感器通过灌注于光子晶体光纤包层空气孔中的磁流体实现，当磁场变化时，磁流体的反射率发生变化（图 13 ），从而改变透射光强。 图 13 光纤磁场传感器透射光强随磁场变化 暨南大学的 Cheng, L. 等人报道了基于安培力的光纤激光磁场传感器（ Cheng, L., et al. (2013). Ampere force based magnetic field sensorusing dual-polarization fiber laser. Opt.Express 21(11): 13419-13424. ），该传感器利用磁场引起的安培力使双偏振光纤激光器的排频发生变化进行传感。
继续谈今年第一季度发表的文献。 1 、光纤传感器在工程领域的应用 葡萄牙的 B. J. A. Costa 等报道了光纤传感器和传统的电学传感器在 Tre zói 大桥上进行监测的对比试验（ B. J. A. Costa andJ. A. Figueiras, Evaluation of a strain monitoring system for existingsteel railway bridges, Journal ofConstructional Steel Research , vol. 72, pp. 179-191, May 2012. ） 图 1 T rezói 大 桥 中国台湾的 C. Y. Wang 等人报道了采用 FBG 传感器监测钢轨轴力的结果（ C. Y. Wang, et al.,Railway Track Performance Monitoring and Safety Warning System, Journal of Performance of ConstructedFacilities , vol. 25, pp. 577-586, Nov-Dec 2011. ），图 2 。 图 2 FBG 传感器在钢轨的布设 马拉西亚的 H. Mohamad 等人报道了 BOTDR 传感器在土木工程中的应用（ H. Mohamad, et al.,Performance Monitoring of a Secant-Piled Wall Using Distributed FiberOptic Strain Sensing, Journal ofGeotechnical and Geoenvironmental Engineering , vol. 137, pp. 1236-1243, Dec2011. ）。 韩国的 K.-S. Choi 等人报道了采用 FBG 传感器对风力发电机叶片监测的结果（ K.-S. Choi, et al., A tip deflection calculation method for a windturbine blade using temperature compensated FBG sensors, SMART MATERIALS AND STRUCTURES , vol. 21,p. 025008, 2012. ），图 3 。 图 3 利用 FBG 传感器对叶片监测 波兰的 P. Lesiak 等人报道了层压过程对埋入复合材料的光纤传感器的影响（ P. Lesiak, et al., Influence of lamination process on optical fibersensors embedded in composite material, Measurement . ），证明了光纤的方向和涂覆材料对应力监测都有显著影响。 2 、光纤传感器在医学领域的应用 日本的 K. Ishihata 等人报道了光纤传感器在牙周探深检查中的应用（ K. Ishihata, et al., Reproducibility of Probing Depth Measurement byan Experimental Periodontal Probe Incorporating Optical Fiber Sensor, Journal of Periodontology , vol. 83, pp.222-227, Feb 2012. ），如图 4 。正巧笔者这些天正在口腔医院修牙，对牙周检查的痛苦深有体会，但是传感原理没有太看懂。 图 4 光纤牙周探针 美国休斯敦大学的 S. C. M. Ho 等人报道了 FBG 传感器在心房穿孔监测中的应用（ S. C. M. Ho, etal., FBG Sensor for Contact Level Monitoring and Prediction ofPerforation in Cardiac Ablation, Sensors ,vol. 12, pp. 1002-1013, Jan 2012. ）图 5 。 图 5 FBG 传感器在穿孔监测中应用 英国 Aston 大学的 D. Harvey 等报道了光纤传感器在眼泪电解质分析中的应用（ D. Harvey, et al., Fibre optics sensors in tear electrolyteanalysis: Towards a novel point of care potassium sensor, Contact Lens and Anterior Eye . ）。 其它生物医学领域应用的文献可见： Optical Fibers and Sensors for Medical Diagnostics and TreatmentApplications XII, Proc. of SPIE Vol. 8218. 3 、分布式光纤传感器 美国匹兹堡大学的 T. Chen 等人报道了利用 PM 光纤双折射进行分布式压力传感的方法（ T. Chen, et al., Distributed high-temperature pressure sensing usingair-hole microstructural fibers, Opt.Lett. , vol. 37, pp. 1064-1066, 2012. ）。 加拿大渥太华大学的 X. Liu 等报道了采用 LEAF 光纤的 BOTDA 传感用于温度和应变同时测量（ X. Liu and X. Y.Bao, Brillouin Spectrum in LEAF and Simultaneous Temperature and StrainMeasurement, JOURNAL OF LIGHTWAVETECHNOLOGY , vol. 30, pp. 1053-1059, Apr 2012. ）。 该课题组还报道了在 BOTDA 系统中采用差分脉冲对的方法在 2 km 的长度上实现了 2 cm 的空间分辨率（ Y. K. Dong, et al.,2 cm spatial-resolution and 2 km range Brillouin optical fiber sensorusing a transient differential pulse pair, APPLIED OPTICS , vol. 51, pp. 1229-1235, Mar 2012. ）。 意大利的 M. A. Soto 等人报道了对上述方法的优化（ M. A. Soto, et al.,Optimization of a DPP-BOTDA sensor with 25 cm spatial resolution over 60km standard single-mode fiber using Simplex codes and opticalpre-amplification, OPTICS EXPRESS ,vol. 20, pp. 6860-6869, Mar 2012. ）。 加拿大渥太华大学的 S. R. Xie 等人报道了由于单模光纤的不均匀导致的偏振相关性对布里渊线宽和峰值频率的影响（ S. R. Xie, et al., Polarization dependence of Brillouin linewidthand peak frequency due to fiber inhomogeneity in single mode fiber and itsimpact on distributed fiber Brillouin sensing, OPTICS EXPRESS , vol. 20, pp. 6385-6399, Mar 2012. ）。 美国 Luna 公司的 D. K. Gifford 等人报道了采用 Rayleigh 散射的光纤应变花（ D. K. Gifford, etal., Multiple Fiber Loop Strain Rosettes in a Single Fiber Using HighResolution Distributed Sensing, SensorsJournal, IEEE , vol. 12, pp. 55-63, 2012. ），该课题组一直从事相关方面的研究，可参见文中的参考文献 、 ~ 。 4 、其它报道 西班牙的 M. Bravo 等人报道了采用 suspended-core 光纤的 Sagnac 干涉仪用于位移传感的方法（ M. Bravo, et al.,High precision micro-displacement fiber sensor through a suspended-coreSagnac interferometer, Opt. Lett. ,vol. 37, pp. 202-204, 2012. ），图 6 。文中报道的精度高达 0. 45 μm ，并 认为如此高的灵敏度是由于 Suspended-core 光纤的双折射引起。 图 6 采用 suspended-core 光纤的 Sagnac 干涉仪 新加坡南洋理工大学 P. Zu 等报道了采用 Sagnac 干涉仪的光纤磁场传感器（ P. Zu, et al.,Magneto-optical fiber sensor based on magnetic fluid, Opt. Lett. , vol. 37, pp. 398-400, 2012. ）。 台湾的 T.-C. Liang 等人报道了采用 FBG 的地震动传感器（ T.-C. Liang andY.-L. Lin, Ground vibrations detection with fiber optic sensor, Optics Communications . ），该传感器采用质量块 - 力顺体结构，如图 7 。外场试验结果表明在 10-250 Hz 频带内与传统电学传感器有相似性能。 图 7 FBG 地震传感器 哈尔滨工程大学的 F. Peng 等人报道了基于 Michelson 干涉仪的振动传感器（ F. Peng, et al.,Compact fiber optic accelerometer, Chinese optics letters , vol. 10, Jan 2012. ），图 8 。干涉仪的两臂分别放在两个金属管中，当受到振动时，金属管弯曲，而两光纤分别在中性面的两侧，从而引起光程变化。 图 8 基于 Michelson 干涉仪的光纤振动传感器 日本东京大学的 Q. Liu 等人报道了采用边带滤波器方法的纳应变分辨率传感器（ Q. Liu, et al., Sub-nano resolution fiber-optic static strain sensorusing a sideband interrogation technique, Opt. Lett. , vol. 37, pp. 434-436, 2012. ），可视为在去年报道的方案上的改进（ Q. Liu, et al., Realization of nano static strain sensing with fiberBragg gratings interrogated by narrow linewidth tunable lasers, Opt. Express , vol. 19, pp. 20214-20223,2011. ）。 武汉理工大学的 M. Yang 等人报道了采用 WO3/Pt 在 FBG 上涂覆形成的氢传感器（ M. Yang, et al.,Fiber Optic Hydrogen Sensors with Sol-Gel WO3 coatings, Sensors and Actuators B: Chemical . ）。 美国 NASA 的研究人员报道了采用多芯光缆的形状传感器（ J. P. Moore and M. D. Rogge, Shape sensing using multi-core fiberoptic cable and parametric curve solutions, Opt. Express , vol. 20, pp. 2967-2973, 2012. ）。 英国的 M. Karimi 等人讨论了一种不对称 PM 光纤的传感特性（ M. Karimi, et al.,Theoretical Analysis of a Non-Symmetric Polarization-MaintainingSingle-Mode Fiber for Sensor Applications, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY , vol. 30, pp. 362-367, Feb 2012. ），图 9 。该光纤的包层中有一孔，文中对该种光纤的理论分析对相关设计具有很好的借鉴意义。 图 9 非对称 PM 光纤 韩国的 S. Kyung-Rak 报道了基于 FBG 的流量传感器（ S. Kyung-Rak,Fiber Bragg Grating-Tuned Feedback Laser Flow Sensor System, Sensors and Actuators A: Physical . ），图 10 。该 FBG 通过金属丝加热，当流量发生变化时，金属丝温度变化，从而引起 FBG 波长变化。 图 10 FBG 流量传感器 加拿大的 S. J. Mihailov 等人综述了苛刻环境下的 FBG 传感器应用（ S. J. Mihailov,Fiber Bragg Grating Sensors for Harsh Environments, Sensors , vol. 12, pp. 1898-1918, Feb2012. ）。 韩国的 B. H. Lee 等对干涉式光纤传感器的进展进行了综述（ B. H. Lee, et al., Interferometric Fiber Optic Sensors, Sensors , vol. 12, pp. 2467-2486, Mar2012. ）。 5 、部分其它在这段时间内发表的光纤传感文献 1） M. W. Lee, et al., Differential Phase-Shift-Keying Technique-BasedBrillouin Echo-Distributed Sensing, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,vol. 24, pp. 79-81, Jan 2012. 2） T. Wei, et al., Optical fiber sensor based on a radio frequency Mach-Zehnderinterferometer, Opt. Lett., vol. 37, pp. 647-649, 2012. 3） B. Gu, et al., Nonlinear fiber-optic strain sensor based onfour-wave mixing in microstructured optical fiber, Opt. Lett., vol. 37,pp. 794-796, 2012. 4） M. S. Ferreira, et al., Spatial optical filter sensor based onhollow-core silica tube, Opt. Lett., vol. 37, pp. 890-892, 2012. 5） Z. Wang, et al., New Optical Fiber Micro-Bend Pressure Sensors Basedon Fiber-Loop Ringdown, Procedia Engineering, vol. 29, pp. 4234-4238,2012. 6） M. Ding, et al., A microfiber coupler tip thermometer, Opt.Express, vol. 20, pp. 5402-5408, 2012. 7） S. Dante, et al., All-optical phase modulation for integratedinterferometric biosensors, Opt. Express, vol. 20, pp. 7195-7205, 2012. 8） Photonics and Optoelectronics Meetings (POEM) 2011, Proc. of SPIE Vol.8332 9） Optical Fibers and Sensors for Medical Diagnostics and TreatmentApplications XII, Proc. of SPIE Vol. 8218.
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