多 勐

（中国航空工业空气动力研究院，黑龙江 哈尔滨 150001）

光纤光栅是近些年新研制出来一种新型传感器，其主导产品光纤布拉格光栅传感器（FBG）可以用来测量多个物理量，包括应变、应力、温度、振动、压力和电压等，其应用领域非常广泛。随着光纤光栅传感器测量技术的发展，其在很多领域中得到了广泛的应用。国际航空杂志报道：“NASA 在其航天飞机X-33 上安装了测量应变和温度光纤光栅传感器网络，加拿大光子研究机构提出用光纤光栅传感器测量飞机发动机系统的压力和温度等参数”。很多国家都在积极开展关于光纤布拉格光栅传感技术在航空航天领域应用的研究[1]。在国内，航空航天领域应用还处于探索阶段，尤其是风洞试验中的应用处于萌芽期。该文主要根据光纤光栅传感器在诸多领域中的应用情况来探讨其风洞测试中的应用前景。

1 光纤布拉格光栅传感器的基本原理

温度、应变的变化会引起光纤布拉格光栅的周期和折射率的变化，从而使布拉格光栅的反射谱和透射谱发生变化，通过检测布拉格光栅的反射谱和透射谱的变化，就可以获得相应的温度和应变的信息，如公式（1）所示。式中：λB是被反射的波长；neff是光纤布拉格光栅的有效折射率； Λ 为光栅周期。

当一束宽光谱光λB经过光纤布拉格光栅时，被光栅反射回一单色光λB相当于一个窄带的反射镜。反射光的中心波长λB与光栅的折射率变化周期ΔΛ 和有效折射率neff有关。通过拉伸和压缩光纤布拉格光栅， 或者改变温度， 可以改变光纤布拉格光栅的周期和有效折射率， 从而达到改变光纤布拉格光栅的反射波长的目的。……