针对光纤布拉格光栅(FBG)传感系统中数据量庞大、不利于数据传输及存储的问题，提出了一种分段自适应采样压缩感知与改进的正交匹配追踪（SASCS-IOMP）算法。利用设计特定参数的Gabor滤波器提取FBG光谱信号上边带斜率最大的频率点，根据Hilbert变换粗定位FBG中心波长位置，并对FBG光谱进行自适应分割。在不同分割区域设置不同的信噪比阈值，以降低光谱信号的总压缩比。在自适应采样过程中，为缩短算法的运行时间，引入比例-积分-微分控制算法，设计一种自适应步长增长机制，最后利用IOMP算法重构光谱。仿真结果表明，在单峰和多峰情况下，SASCS-IOMP算法都能降低总观测值的数目，且FBG光谱3 dB带宽内的重构误差均在0.7%以内。

基于时分复用技术，提出了一种分布式弱光纤光栅（FBG）阵列振动探测系统。通过匹配干涉仪检测相邻弱FBG的干涉信号，可以得到振动信号的频率、相位和位置等相关信息，从而实现高灵敏度分布式测量。使用3×3相位解调方法对干涉信号进行解调，可以有效地降低系统的相位噪声。采用光栅个数为660、间距为2.5 m的弱FBG阵列对该系统进行了验证。实验结果表明，系统的干涉条纹可见度与相邻弱FBG的波长差有关；同时，系统能准确地分辨出不同频率的信号，频率响应范围在20~1000 Hz之间，具有很好的频率响应；与标准的地震检波器对比发现，该系统传感单元具有更高的灵敏度。

This paper details some significant findings on the use of the fiber Bragg grating (FBG) sensors for structural health monitoring (SHM) in aerospace fiber reinforced polymer (FRP) structures. A diminutive sensor provides a capability of imbedding inside FRP structures to monitor vital locations of damage. Some practical problems associated with the implementation of FBG based SHM systems in the aerospace FRP structures such as the difficulty of embedding FBG sensors during the manufacturing process and interrelation of distortion to FBG spectra due to internal damage, and other independent effects will be thoroughly studied. An innovative method to interpret FBG signals for identifying damage inside the structures will also be discussed.

对构成法布里珀罗腔(FP腔)的光纤布喇格光栅的传输特性进行了分析，推导了FP腔的光强透射率和反射率的解析表达式。将FP腔内一个光纤布拉格光栅的背面贴一压电陶瓷，通过给压电陶瓷施加扫描电压使透过FP腔的光的波长发生改变。光纤光栅受应力、应变及温度的影响时，其反射波长要发生相应变化，当探测器探测到最大光强时，根据给压电陶瓷施加的电压变化量就可确定布喇格光栅反射波长的移位量，测量精度可达到0.01nm。

基于光纤光栅应变传感的基本原理以及粘弹性力学的基本理论,建立了一种简化的光纤光栅应变传感器光力转换的时变方程。方程的建立忽略封装基体和纤芯的粘弹性力学行为,同时综合考虑观测环境封装基体粘结层(或涂层)光纤纤芯之间的弹性和粘弹性力学耦合机制。所建立的方程既包含了传感器的所有几何特征参数和力学特征参数,又可大为简化光力转换的时变分析过程,从而为光纤光栅应变传感应用于大型工程结构健康监测的长期性能评估(包括参数标定、信号校正、精度分析及误差估算)提供较为可靠、实用、简便的理论分析工具。

光纤光栅(FBG)应变传感器的光-力转换方程, 为其标准化设计、参数标定及精度分析的理论依据。基于Ansari光纤传感器的应变传递分析模型及弹性力学的基本理论, 建立了统一的埋入式光纤光栅应变传感器光-力转换的基本理论方程。方程的建立反映了传感器复合体内部及其与观测环境之间的力学耦合机制, 考虑了应变传递分析模型的各边界条件、变形协调条件, 以及传感器的所有几何尺寸。对传感器实例的实验研究表明, 这一理论方程基本可靠, 可成为光纤光栅应变传感器优化设计和性能分析的实用化理论工具。

提出了对基于扫描激光器的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统进行掺铒光纤(EDF)/双波拉曼混合放大的方法,大幅度提高了该光纤布拉格光栅传感系统的传输距离。该方法以高功率扫描激光器作为光源,采用双波长拉曼放大的方法对信号进行低噪声双向放大,再利用系统中间的两段掺铒光纤,将剩余的拉曼抽运功率用来产生自发辐射光和放大传感信号,使得整个系统能在超长的传感距离上获得良好的信噪比(SNR)。实验表明使用一台扫描激光传感分析仪、一只170 mW的拉曼抽运和一只2 W的拉曼抽运,可以使传感距离达到100 km以上,并且传感系统的光纤布拉格光栅反射信号均能获得超过7 dB的良好信噪比,从而实现在超长距离上的光纤布拉格光栅传感。