光纖光柵壓力傳感器的研究進(jìn)展與趨勢(shì)

林劍濤++曹曉峰++祝睿雪++周俐娜++程永進(jìn)

摘要： 由于在靈敏度、絕緣性、抗腐蝕和分布式測(cè)量等方面具有優(yōu)勢(shì)，光纖光柵壓力傳感器在能源化工、航空航天和土木工程等領(lǐng)域中逐漸地受到人們關(guān)注，并成為研究熱點(diǎn)。通過(guò)綜述近年來(lái)迅速發(fā)展的光纖光柵壓力傳感器的研究進(jìn)展，介紹了利用光纖布拉格光柵（FBG）軸向應(yīng)變構(gòu)建壓力傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，并按照光纖光柵安裝方式對(duì)此類壓力傳感器進(jìn)行了分類，同時(shí)概述了光纖光柵橫向壓力傳感的實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)光纖光柵壓力傳感器的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了述評(píng)。

關(guān)鍵詞：

光纖光柵； 壓力； 橫向壓力； 傳感器

中圖分類號(hào)： TN 253文獻(xiàn)標(biāo)志碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2017.01.015

Research progresses and developing trends of optical

fiber grating pressure sensor

LIN Jiantao， CAO Xiaofeng， ZHU Ruixue， ZHOU Lina， CHENG Yongjin

（School of Mathematics and Physics， China University of Geosciences， Wuhan 430074， China）

Abstract：

Due to its advantages in sensitivity，insulativity，resistance to corrosion and distributed measurement，fiber Bragg grating（FBG）based pressure sensor has gradually been attracted interests and becomes a research hotspotin the fields such as petrochemical，aerospace and civil engineering.This paper reviews the research progresses of optical fiber grating pressure sensor，which rapidly develops in recent years.Firstly it introduces how the pressure sensors are built by using the axial strain of fiber Bragg grating and their principle，structure and characteristics.This kind of pressure sensors are classified according to the installation methods of fiber gratings.Secondly the experimental study on fiber grating transverse pressure sensing is summarized.Finally the developing trend of fiber grating pressure sensor is commented.

Keywords： optical fiber grating； pressure； transverse pressure； sensor

引言

光纖光柵是一種非常重要的光纖無(wú)源器件，它具有徑細(xì)質(zhì)輕、電絕緣性好、抗腐蝕和抗電磁干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，易實(shí)現(xiàn)分布式監(jiān)測(cè)，適合在復(fù)雜惡劣的環(huán)境下工作，通過(guò)對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和封裝工藝選擇可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力、溫度、流量、加速度等物理量的測(cè)量，已廣泛地應(yīng)用于能源化工、航空航天、大型土木工程等領(lǐng)域。對(duì)于壓力的測(cè)量是近十年來(lái)光纖光柵傳感技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，1993年Xu等首次采用裸光纖光柵進(jìn)行壓力傳感特性研究，發(fā)現(xiàn)在70 MPa高壓下，其壓力靈敏度系數(shù)僅為-1.98×10-6 MPa-1[1]。二十多年來(lái)光纖光柵壓力傳感器的研究和發(fā)展非常迅速，國(guó)內(nèi)外學(xué)者先后提出了多種設(shè)計(jì)方案[25]，開(kāi)展了大量理論和實(shí)驗(yàn)研究[611]，涉及的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。本文從光纖光柵縱向應(yīng)變壓力傳感器和光纖光柵橫向應(yīng)變壓力傳感器兩個(gè)方面分別闡述目前國(guó)內(nèi)外此類傳感器的主要研究進(jìn)展，并對(duì)其前景進(jìn)行展望。

1光纖光柵縱向應(yīng)變壓力傳感器

光纖光柵縱向應(yīng)變壓力傳感器主要是基于光纖Bragg光柵（FBG）軸向應(yīng)變特性進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它們是目前報(bào)道最多、最常見(jiàn)的一類光纖光柵壓力傳感器。根據(jù)光纖光柵安裝的方式不同可分為三種類型光纖光柵壓力傳感器：嵌入式、粘貼式和懸空式。本文對(duì)這三類光纖光柵壓力傳感器進(jìn)行全面闡述，介紹它們的原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和不足。

1.1嵌入式光纖光柵壓力傳感器

嵌入式光纖光柵壓力傳感器通常是采用聚合物材料對(duì)光纖光柵進(jìn)行封裝。目前報(bào)道最多的嵌入式結(jié)構(gòu)，主要是通過(guò)選取彈性模量小、熱膨脹系數(shù)低的聚合物材料，利用罐式或管式外殼將聚合物做成圓柱體結(jié)構(gòu)，同時(shí)將光纖光柵橫向或縱向嵌入在圓柱體聚合物內(nèi)。采用嵌入式結(jié)構(gòu)不僅能夠大幅度地提高傳感器的靈敏度，而且可以降低光纖光柵的損耗，保護(hù)傳感器以便提高其環(huán)境適應(yīng)能力和壽命。

王曉潔等報(bào)道了一種聚合物和金屬材料封裝增敏的光纖光柵壓力傳感器[12]，如圖1所示。該傳感器由金屬外殼、FBG和聚合物組成。通過(guò)改變聚合物的幾何結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高倍數(shù)壓力增敏效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該傳感器壓力靈敏度系數(shù)達(dá)到2.39×10-2 MPa-1，為裸FBG壓力靈敏度的12 071倍，增敏效果非常明顯。然而，嵌入式光纖光柵壓力傳感器也存在著一些問(wèn)題，例如高分子材料在凝固時(shí)的收縮會(huì)破壞光纖光柵原有的光學(xué)特性和材料的穩(wěn)定性，而且材料與傳感器殼體的粘結(jié)都會(huì)影響到傳感器壓力的線性傳遞。另外還要考慮高分子材料的防水性、重復(fù)性以及溫度的交叉敏感等問(wèn)題。通過(guò)選取性能更好的封裝材料和提高封裝工藝可以有效地解決上述問(wèn)題，例如，文慶珍等采用多層封裝結(jié)構(gòu)[13]，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該結(jié)構(gòu)的增敏效果優(yōu)于單層封裝結(jié)構(gòu)。

1.2粘貼式光纖光柵壓力傳感器

粘貼式光纖光柵壓力傳感器是將光纖光柵粘貼在機(jī)械裝置上，利用機(jī)械裝置的形變帶動(dòng)光纖光柵沿軸向拉伸，從而引起反射波長(zhǎng)漂移。常用的機(jī)械裝置包括膜片[14]、薄壁圓筒[15]和等強(qiáng)度梁[16]等。

Allwood等報(bào)道了一種膜片式光纖光柵壓力傳感器[17]，如圖2所示，將光纖光柵沿徑向粘貼在圓形膜片的中心處，當(dāng)柱型腔內(nèi)氣壓升高時(shí)，膜片發(fā)生形變，帶動(dòng)光纖光柵在其軸向拉伸，使光纖Bragg光柵的中心反射波長(zhǎng)發(fā)生偏移。該方法簡(jiǎn)單易行，而且其結(jié)構(gòu)能夠有效地避免溫度與壓力交叉敏感問(wèn)題。然而，膜片式結(jié)構(gòu)難以兼顧測(cè)量精度與量程，另外膜片受力不均勻和粘貼問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致光柵不均勻，引起光柵的啁啾化，影響壓力的線性傳遞。為了解決此問(wèn)題，邵軍等設(shè)計(jì)了基于E型圓膜片光纖光柵壓力傳感器[18]，此傳感器是在膜片上增加了一個(gè)硬質(zhì)中心結(jié)構(gòu)，它可有效地避免大撓度效應(yīng)帶來(lái)的非線性和精度降低等問(wèn)題。

陳富云等設(shè)計(jì)了一種等強(qiáng)度懸臂梁和雙膜片相結(jié)合的光纖光柵土壓力傳感器[16]，如圖3所示。外壓力經(jīng)過(guò)兩次膜片傳遞，通過(guò)傳壓桿作用在等強(qiáng)度懸臂梁的自由端，懸臂梁的撓度變化反映膜片受到的壓力，測(cè)量粘貼于等強(qiáng)度懸臂梁表面中心軸線上的光纖Bragg光柵的波長(zhǎng)移位可實(shí)現(xiàn)壓力傳感。該傳感器的靈敏度達(dá)到412.7 pm/MPa。

另外還有其他結(jié)構(gòu)的粘貼式光纖光柵壓力傳感器，例如譚波研制的基于L型梁的光纖光柵壓力傳感器，該傳感器用于測(cè)量管路中的液體壓力，在0～6 MPa范圍內(nèi)的壓力靈敏度系數(shù)達(dá)到4.97×10-4 MPa-1[19]。宋廣東等設(shè)計(jì)的基于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)的光纖光柵壓力傳感器主要用于瓦斯氣壓的監(jiān)控[20]。

1.3懸空式光纖光柵壓力傳感器

懸空式光纖光柵壓力傳感器通過(guò)將光纖光柵懸空固定在機(jī)械裝置上，利用機(jī)械裝置的形變使光纖光柵在軸向拉伸。相關(guān)的機(jī)械裝置包括膜片[21]、拉桿[22]、波紋管[23]、彈簧管[24]、變邊三角形[25]和菱形結(jié)構(gòu)[26]等。

目前基于膜片結(jié)構(gòu)的懸空式光纖光柵壓力傳感器主要有兩種：第一種是膜片帶有硬心結(jié)構(gòu)，光纖光柵垂直安裝在膜片的中軸線上，通過(guò)膜片中心撓度變化使光纖光柵發(fā)生軸向拉伸[21，2728]，Huang等報(bào)道的光纖光柵壓力傳感器[21]，如圖4（a）所示，光纖光柵垂直膜片且尾纖端通過(guò)連接裝置固定在圓膜片中心處，它與冉新濤等設(shè)計(jì)帶有硬中心結(jié)構(gòu)的光纖光柵壓力傳感器類似[27]；第二種是在膜片上沿徑向安裝兩個(gè)光柵固定柱，然后將光纖光柵懸空固定在光柵固定柱上，圖4（b）所示為趙詠梅等設(shè)計(jì)的一種薄板撓曲型溫度自補(bǔ)償?shù)耐翂毫鞲衅鱗29]，該傳感器采用膜片和光柵固定柱組合固定光纖的方式有效地解決了應(yīng)力不均問(wèn)題，這與張文濤等設(shè)計(jì)的采用特殊的膜片結(jié)構(gòu)和凸臺(tái)固定光纖的方式相似[30]。

Pachava等[31]設(shè)計(jì)的基于金屬波紋管結(jié)構(gòu)的光纖光柵壓力傳感器如圖5所示，在外壓力作用下，金屬波紋管沿縱向擴(kuò)展，導(dǎo)致光纖光柵沿軸向方向拉伸，由于光纖光柵彈性形變和彈光效應(yīng)使FBG中心反射波長(zhǎng)發(fā)生偏移，通過(guò)測(cè)量波長(zhǎng)偏移量就可以獲得壓力的變化情況。該傳感器壓力靈敏度達(dá)到13.14 nm/MPa，且具有良好的線性度和可重復(fù)性。另外，蔣善超等設(shè)計(jì)的微型高精度光纖布拉格光柵土壓力傳感器[25]，采用了變邊三角形和膜片相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，楊晶等設(shè)計(jì)了一種波紋管和菱形結(jié)構(gòu)相結(jié)合的光纖光柵壓力傳感器[32]。

雖然懸空式光纖光柵壓力傳感器不用考慮光纖光柵的粘貼和應(yīng)力不均等問(wèn)題，但是懸空式結(jié)構(gòu)導(dǎo)致光纖光柵暴露在外面，容易造成光纖光柵的損耗，影響傳感器的傳感效率和使用壽命，而且機(jī)械結(jié)構(gòu)老化會(huì)影響壓力的線性傳遞，同時(shí)在傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還要考慮溫度的交叉敏感等問(wèn)題。

2光纖光柵橫向應(yīng)變壓力傳感器

目前大多數(shù)光纖光柵壓力傳感器都是基于光纖光柵的軸向應(yīng)變特性。當(dāng)測(cè)量空間有限時(shí)，利用光纖光柵進(jìn)行橫向壓力檢測(cè)能夠簡(jiǎn)化傳感系統(tǒng)，有助于實(shí)現(xiàn)微型化、分布式、多功能、多參量的全光纖傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建。

早期人們直接對(duì)裸FBG進(jìn)行橫向壓力測(cè)量，發(fā)現(xiàn)其靈敏度非常低。Ngoi等通過(guò)選取彈性模量較小的聚合物封裝來(lái)提高橫向壓力傳感器的靈敏度[33]，封裝后的傳感器橫向壓力靈敏度是裸光柵的7倍，增敏效果有限。何偉等利用長(zhǎng)周期光纖光柵雙折射效應(yīng)，通過(guò)測(cè)得諧振峰分化后雙峰間距來(lái)實(shí)現(xiàn)橫向壓力的傳感[34]，該方案在小壓力條件下，儀器很難準(zhǔn)確測(cè)量其光譜變化，而且壓力響應(yīng)曲線的線性度不高，限制了其應(yīng)用。另外周兆帥等提出了基于長(zhǎng)周期光纖光柵和錯(cuò)位熔接結(jié)構(gòu)的橫向壓力傳感器[35]。但是這些報(bào)道對(duì)橫向壓力靈敏度的提升效果均有限。

近年來(lái)，一些學(xué)者提出利用光纖光柵的偏振特性來(lái)實(shí)現(xiàn)橫向壓力的測(cè)量。汪弋平等提出利用光纖光柵透射端偏振相關(guān)損耗（PDL）來(lái)實(shí)現(xiàn)橫向壓力的測(cè)量[36]，如圖6所示，對(duì)于不同的壓力采取不同方法進(jìn)行解調(diào)，在小壓力（0～80 N）情況下通過(guò)測(cè)算光柵透射端偏振相關(guān)損耗fPDL隨波長(zhǎng)變化曲線的質(zhì)心高度，在較大壓力（81～180 N）作用下通過(guò)測(cè)量PDL曲線兩峰之間的波長(zhǎng)間距來(lái)分別實(shí)現(xiàn)橫向壓力的解調(diào)。該方法有效地解決了小壓力情況下橫向壓力難以檢測(cè)的問(wèn)題。王啟宇等研究了光纖光柵反射端偏振相關(guān)損耗（RPDL）[37]，經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬表明RPDL對(duì)橫向壓力非常敏感，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示RPDL峰高變化和峰位變化曲線在一定范圍內(nèi)均呈很好的線性關(guān)系，而且RPDL左峰位置對(duì)壓力變化非常靈敏，為實(shí)現(xiàn)精確的橫向壓力解調(diào)提供了可能。

隨著光纖光柵制作技術(shù)的進(jìn)步，各種各樣的特種光纖光柵不斷出現(xiàn)，為橫向應(yīng)變壓力測(cè)量提供了良好的研究基礎(chǔ)。圖7所示為孫婷婷等設(shè)計(jì)的基于傾斜光纖光柵（TFBG）和彈性材料的橫向壓力傳感器[38]。該種類型傳感器由TFBG、兩層彈性材料和兩層金屬片構(gòu)成夾層結(jié)構(gòu)。當(dāng)施加橫向壓力時(shí)：一方面，彈性材料逐漸包裹TFBG，由于TFBG包層模諧振與外界環(huán)境折射率有關(guān)，光譜會(huì)發(fā)生變化；另一方面，應(yīng)力通過(guò)彈性材料傳遞到光纖，光纖的彈光效應(yīng)使纖芯的折射率不均勻，引起光柵中不同模式之間的耦合，對(duì)光譜同樣也會(huì)有影響。利用光譜儀對(duì)TFBG的反射譜進(jìn)行測(cè)量，采用快速傅里葉變換可以實(shí)現(xiàn)對(duì)較低橫向壓力（0～7 N）的解調(diào)。

近年來(lái)還有一些利用相移光纖光柵[39]、保偏光纖光柵[40]、啁啾光纖光柵[41]進(jìn)行橫向應(yīng)變壓力實(shí)驗(yàn)的研究報(bào)道，為實(shí)現(xiàn)光纖光柵橫向應(yīng)變壓力測(cè)量提供了諸多可行方案。

隨著光纖光柵橫向應(yīng)變壓力傳感器研究的進(jìn)展，該項(xiàng)技術(shù)逐漸在一些領(lǐng)域開(kāi)始嘗試實(shí)際應(yīng)用。劉宏月等利用長(zhǎng)周期光纖光柵橫向負(fù)載特性實(shí)現(xiàn)了混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕的監(jiān)測(cè)[42]；Sulejmani等在復(fù)合材料中植入高雙折射光纖和光纖Bragg光柵來(lái)增強(qiáng)材料的橫向應(yīng)變測(cè)量[43]。然而，由于技術(shù)瓶頸、儀器設(shè)備等諸多因素的限制，橫向應(yīng)變壓力測(cè)量方案大多停留在實(shí)驗(yàn)階段，距離實(shí)際應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走。實(shí)際上，光纖光柵橫向應(yīng)變壓力傳感器比光纖光柵縱向應(yīng)變壓力傳感器更具研究潛力，如果能夠提出新的解調(diào)方法，優(yōu)化算法，降低成本，同時(shí)提高測(cè)量精度和穩(wěn)定性，相信未來(lái)的應(yīng)用前景會(huì)更好。

3結(jié)語(yǔ)

光纖光柵縱向應(yīng)變壓力傳感器的設(shè)計(jì)最為靈活，種類多且各具特色。根據(jù)光纖光柵的安裝方式可將傳感器分為嵌入式、粘貼式和懸空式。其中：嵌入式結(jié)構(gòu)對(duì)傳感器靈敏度的提升最為明顯，但是由于封裝材料和封裝工藝的因素，在實(shí)際環(huán)境下要考慮材料的粘接、防水性以及溫度交叉敏感等問(wèn)題；粘貼式結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，但是膠粘劑的選擇要契合傳感器的實(shí)際需求，另外也要考慮機(jī)械結(jié)構(gòu)老化引起的線性度變差等問(wèn)題；懸空式結(jié)構(gòu)雖然不像粘貼式結(jié)構(gòu)要考慮光纖光柵的粘接和應(yīng)力不均等問(wèn)題，但是由于光纖光柵懸空安裝，缺乏保護(hù)措施，很容易造成光纖光柵的損耗，影響傳感器的穩(wěn)定性和實(shí)用性。目前，光纖光柵縱向應(yīng)變壓力傳感器的研究較多，且不斷深入，未來(lái)結(jié)合MEMS技術(shù)，使之微型化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化是其發(fā)展趨勢(shì)，另一方面，它在能源勘測(cè)、土木工程、周界安防、智能材料等領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展。當(dāng)前光纖光柵橫向應(yīng)變壓力傳感器研究尚處于實(shí)驗(yàn)階段，還有待通過(guò)深入研究使其實(shí)用化。

參考文獻(xiàn)：

[1]XU M G，REEKIE L，CHOW，Y T，et al.Optical infibre grating high pressure sensor[J].Electronics Letters，1993，29（4）：398399.

[2]殷小峰，姜暖，楊華勇，等.基于彈性薄片封裝的高靈敏度光纖光柵壓力傳感器[J].光電子·激光，2011，22（5）：681684.

[3]BHOWMIK K，PENG G D，LUO Y H，et al.Experimental study and analysis of hydrostatic pressure sensitivity of polymer fibre Bragg gratings[J].Journal of Lightwave Technology，2015，33（12）：24562462.

[4]何少靈，郝鳳歡，劉鵬飛，等.溫度實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)母呔裙饫w光柵壓力傳感器[J].中國(guó)激光，2015，42（6）：166170.

[5]禹大寬，賈振安，劉欽朋，等.耐高壓FBG壓力傳感器實(shí)驗(yàn)研究[J].傳感器與微系統(tǒng)，2013，32（11）：810.

[6]黃俊.光纖光柵壓力傳感器的研制與應(yīng)用[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2013.

[7]POEGGEL S，LEEN G，BREMER K，et al.Miniature optical fiber combined pressure and temperature sensor for medical applications[C]∥Proceedings of 2012 IEEE sensors.Taipei：IEEE，2012：14.

[8]蘭春光，劉航，田玉基.工程化光纖光柵液體壓力傳感器的研制[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2013，34（9）：21532160.

[9]RAZALI N F，BAKAR M H A，TAMCHEK N，et al.Fiber Bragg grating for pressure monitoring of full composite lightweight epoxy sleeve strengthening system for submarine pipeline[J].Journal of Natural Gas Science and Engineering，2015，26：135141.

[10]何少靈，桑衛(wèi)兵，葛輝良.用于水深實(shí)時(shí)測(cè)量的光纖光柵壓力傳感器[J].聲學(xué)與電子工程，2013（4）：45.

[11]KATSURAGAWA Y，ISHIZAWA H.Noninvasive blood pressure measurement by pulse wave analysis using FBG sensor[C]∥Proceedings of 2015 IEEE international instrumentation and measurement technology conference.Pisa：IEEE，2015：511515.

[12]王曉潔，曾捷，梁大開(kāi)，等.用于瀝青路面載荷監(jiān)測(cè)的光纖光柵壓力傳感器[J].光電子·激光，2011，22（2）：197200.

[13]文慶珍，苑秉成，黃俊斌.光纖光柵壓力傳感器封裝增敏技術(shù)[J].海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，17（3）：14.

[14]尉婷，喬學(xué)光，賈振安，等.平面圓形膜片式光纖布拉格光柵溫度補(bǔ)償壓強(qiáng)傳感[J].光學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27（1）：8084.

[15]喬學(xué)光，馮飛，賈振安，等.光纖光柵高壓傳感器封裝技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究[J].光電子·激光，2009，20（1）：911.

[16]陳富云，李川，陳爾闊，等.雙膜式光纖Bragg光柵土壓力傳感器的研究[J].巖土力學(xué)，2013，34（11）：33403344.

[17]ALLWOOD G，WILD G，LUBANSKY A，et al.A highly sensitive fiber Bragg grating diaphragm pressure transducer[J].Optical Fiber Technology，2015，25：2532.

[18]邵軍，劉君華，喬學(xué)光，等.基于E型圓膜片的光纖光柵壓力傳感特性的研究[J].光通信技術(shù)，2006，30（9）：1820.

[19]譚波.一種高靈敏度光纖光柵壓力傳感器[J].光電子·激光，2012，23（11）：21022105.

[20]宋廣東，孟祥軍，宮志杰，等.基于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)的光纖光柵瓦斯壓力傳感器[J].山東科學(xué)，2015，28（1）：5155.

[21]HUANG J，ZHOU Z，TAN Y G，et al.Design and experimental study of a Fiber Bragg grating pressure sensor[C]∥Proceedings of the 2014 international conference on innovative design and manufacturing（ICIDM）.Montreal，QC：IEEE，2014：217221.

[22]王靜，馮德軍，隋青美，等.基于拉桿結(jié)構(gòu)的光纖布拉格光柵滲壓傳感器研究[J].光學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（3）：686691.

[23]SONG D C，WEI Z X，ZOU J L，et al.Pressure sensor based on fiber Bragg grating and carbon fiber ribbonwound composite cylindrical shell[J].IEEE Sensors Journal，2009，9（7）：828831.

[24]劉云啟，劉志國(guó)，郭轉(zhuǎn)運(yùn)，等.光纖光柵彈簧管壓力傳感器的壓力和溫度特性[J].光子學(xué)報(bào)，1998，27（12）：11111115.

[25]蔣善超，曹玉強(qiáng)，隋青美，等.微型高精度光纖布拉格光柵土壓力傳感器研究[J].中國(guó)激光，2013，40（4）：117122.

[26]李麗君，張旭，唐斌，等.一種微型光纖光柵礦壓傳感器[J].煤炭學(xué)報(bào)，2013，38（11）：20842088.

[27]冉新濤，馬少平，李西柳，等.光纖光柵壓力傳感器的理論建模及實(shí)驗(yàn)研究[J].應(yīng)用光學(xué)，2014，35（5）：873879.

[28]蔡安，印新達(dá)，常曉東，等.具有溫度補(bǔ)償?shù)哪て凸饫w光柵溫度壓力傳感器[J].傳感器與微系統(tǒng)，2013，32（4）：98100.

[29]趙詠梅，張繼軍，潘國(guó)鋒，等.溫度自補(bǔ)償型光纖Bragg光柵土壓力傳感器設(shè)計(jì)[J].傳感器與微系統(tǒng)，2014，33（12）：7678.

[30]張文濤，劉育梁，李芳.一種改進(jìn)的膜片式FBG壓力傳感器的研究[J].光電子·激光，2008，19（1）：4345.

[31]PACHAVA V R，KAMINENI S，MADHUVARASU S S，et al.FBG based high sensitive pressure sensor and its lowcost interrogation system with enhanced resolution[J].Photonic Sensors，2015，5（4）：321329.

[32]楊晶，韓曉冰，張東波，等.一種新穎的布拉格光柵氣體壓力傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[J].傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2012，25（3）：355358.

[33]NGOI B K A，PAUL J，ZHAO L P，et al.Enhanced lateral pressure tuning of fiber Bragg gratings by polymer packaging[J].Optics Communications，2004，242（4/6）：425430.

[34]何偉，王昌，李捷，等.長(zhǎng)周期光纖光柵橫向壓力傳感特性的研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，26（8）：2022.

[35]周兆帥，董新永，邵理陽(yáng).錯(cuò)位熔接長(zhǎng)周期光纖光柵橫向壓力傳感器[J].中國(guó)計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，25（3）：319322.

[36]汪弋平，王鳴，黃曉琴.基于光纖光柵偏振特性的橫向壓力傳感器[J].中國(guó)激光，2011，38（4）：135140.

[37]王啟宇，勵(lì)強(qiáng)華，郭炳霞，等.橫向壓力對(duì)弱雙折射光纖光柵偏振相關(guān)損耗特性的影響[J].中國(guó)激光，2012，39（3）：121125.

[38]孫婷婷，裴世鑫，李金花，等.基于傾斜光纖Bragg光柵的橫向壓力傳感器研究[J].光電子·激光，2015，26（10）：18541859.

[39]WANG Y P，LI N，HUANG X Q，et al.Fiber optic transverse load sensor based on polarization properties of πphaseshifted fiber Bragg grating[J].Optics Communications，2015，342：152156.

[40]CHEHURA E，YE C C，STAINES S E，et al.Characterization of the response of fibreBragg gratings fabricated in stress and geometrically induced high birefringence fibres to temperature and transverse load[J].Smart Materials and Structures，2004，13（4）：888895.

[41]DESCAMPS F，CAUCHETEUR C，MGRET P，et al.Distribution profiling of a transverse load using the DGD spectrum of chirped FBGs[J].Optics Express，2015，23（14）：1820318217.

[42]劉宏月，梁大開(kāi)，韓曉林.基于長(zhǎng)周期光纖光柵橫向負(fù)載特性的混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)[J].光學(xué)學(xué)報(bào)，2013，33（4）：2228.

[43]SULEJMANI S，SONNENFELD C，GEERNAERTT，et al.Towards microstructured optical fiber sensors for transverse strain sensing in smart composite materials[C]∥Proceedings of 2011 IEEE sensors.Limerick：IEEE，2011：109112.

（編輯：劉鐵英）