随着光通信技术的发展,光通信中的一些技术逐渐为传感领域中的应用提供了技术平台,光纤光栅就是其中之一.光纤光栅(fiber grating)是一种新型的光无源器件.它是利用光纤材料的光敏特性在光纤的纤芯上建立的一种空间周期性折射率分布,其作用在于改变或控制光在该区域的传播行为方式.作为传感元件,光纤光栅不仅具有与光纤的天然兼容性,可靠性高、抗电磁干扰、抗腐蚀等特点,而且具有其它传感元件无可比拟的优点:感应信息对波长绝对编码,而这种编码方式不受系统的光源功率的扰动和光纤、耦合器的连接损耗以及其它器件的插入损耗的影响.另外,明显优于普通光纤传感器的是光纤光栅传感器便于进行多点、分布传感,即在一根光纤中可连续写入多个光栅,并与复用技术相结合,形成轻巧柔软的光纤光栅阵列,很适合埋入材料和结构内部或贴装在其表面,制成分布式传感器,对材料的特性(如温度、压力、应变等)实现多点分布实时监测.这种传感器在建筑结构、强场探测、石油开采、水下监听、航空航天等领域有重大的实用价值和极其广阔的应用前景.总之,光纤光栅的出现,逐步地改变了人们在光纤技术应用中的传统的设计方法,使得以全光纤技术为标志的全光纤器件的研制和集成技术成为可能,极大地拓宽了光纤技术的应用范围.该论文主要以布喇格光纤光栅为研究对象,对其传感技术、解调技术以及网络技术进行了理论和实验的研究.主要内容有:1、对传感技术进行了概要叙述,重点介绍了光纤传感技术和光纤光栅传感技术的现状和发展.2、介绍了光纤光栅的理论特性分析,并分别利用耦合模理论、传输矩阵法和傅立叶变换法对光栅的光谱特性进行了分析.3、集中介绍了光纤光栅传感中的解调方法和复用技术.4、实验上对光纤光栅作为传感元件,利用悬臂梁调谐结构,进行了传感调谐的初步研究.并进一步设计制作了纤栅式多参数、多功能、分布式传感技术与网络系统(AFSN-I型光纤光栅传感复用网络系统).详细说明了其设计原理、系统结构以及测试结果.实际测量,该系统的实际波长分辨率为0.0011nm,对应应变测量分辨率约为δ<,ε>=1.0με,对应温度测量分辨率约为δ<,T>=0.03℃.5、把光纤光栅作为基本传感元件,应用于水听检测中,实验设计制作了光纤光栅水听器传感器,介绍了其原理及研究结果.利用匹配光纤光栅解调技术,实现了高灵敏度动态信号的测量.实验测得的FBG水听器频率测量范围为10Hz-3KHz,动态范围为60dB.6、最后,给出了光纤光栅传感这种新型传感方法在实际工程中的应用:施工中的北京中关村金融大厦的结构安全检测.