近年来，力致发光材料以其独特的发光方式，吸引了越来越多研究者的关注。特别是弹性力致发光材料，具有机械力-光转换效率高、发光阈值低且具有可恢复性等优异性能，在应力探测、自驱动传感、生物健康监测、智能可穿戴等领域显示出了巨大的应用前景。力致发光光纤结合了力致发光性能和光纤的波导特性以及尺寸小、质量轻、结构灵活、集成能力强等优点。相比于块体或薄膜材料，光纤的一维结构特点可更加有效地将应力和应变转换为力致发光，实现对应力和应变的高效传感。此外，力致发光光纤还可以利用其波导特点实现力致发光信号的收集和传输，从而进一步拓展传感应用的范围和效果。首先简单介绍了力致发光材料种类、特点和力致发光原理，在此基础上对力致发光光纤的类型、制备方法和潜在应用探索进行了简单的综述，并对力致发光光纤的未来发展进行了展望。

该文设计并制作了一款简易的拉锥空心光纤的高灵敏度传感器, 通过实验测量了其温度与应力特性。首先利用光纤熔接机在两段标准单模光纤之间熔接一段空心光纤, 再对准空心光纤中间位置进行放电, 同时运用两个步进电机在单模光纤两端施加一定的拉力, 这导致法布里-珀罗干涉仪转换为马赫-曾德尔干涉仪。实验结果表明, 此拉锥过程使光纤传感器的温度灵敏度从理论值0.85 pm/℃提升到69.1 pm/℃, 约提升了81.3倍, 轴向应变灵敏度最高可达3.6 pm/με。该器件具有体积小、结构简单和灵敏度高等特点, 在航空航天、医疗监测等领域具有广阔的应用前景。

为了实现复杂、恶劣环境下工程机械表面无损的应力监测方式，实现对大型工程机械的实时动态监测，提出了基于磁控溅射技术的光纤布拉格光栅(FBG)应力传感器封装方法。并对完全嵌套(整个栅区嵌套毛细铜管)和两端嵌套(栅区两端嵌套毛细铜管)两种封装方法开展了研究。从理论分析和有限元仿真的角度比较了传感器的增敏效果，前后结果一致。制备了传感器实物并进行了温度、应力和对比实验。仿真实验结果表明，该模型下FBG传感器能提高约7.5%的灵敏度。温度实验表明第二种封装结构的温度反馈相关系数R2达到了0.99948，在30 ℃?80 ℃范围内呈现良好的线性度；应力实验的相关系数R2也达到0.99924，灵敏度为6.14 pm/MPa，在该实验搭建的解调系统下精度达到0.05 MPa，可以快速、精确地解调应力。对比实验表明，光栅解调仪组成的监测系统比应变片组成的监测系统具有更高的精度，最大偏差值减小了59.8%。嵌套毛细铜管的金属化方式结合有机胶固定的封装结构简单、灵敏度和精度高，可以满足大型工程机械表面无损实时健康监测的需求。

应力发光材料因在应力传感、光学信息存储、生物成像显示、防伪等领域的潜在应用, 引起了广大科研工作者的关注。但是, 目前已知该材料的发光大多集中在可见光波段范围, 这极大地限制了其更广阔的应用; 而近红外应力发光材料由于不受明亮环境的干扰以及具有良好的生物组织透过性, 逐渐步入科研工作者的视野, 成为一类重要的应力发光材料。本文主要综述了近红外应力发光材料的最新研究进展, 并对其未来研究方向提出了展望。

提出了一种感测单元不直接接触流场的微剪切应力传感器结构，详细阐述了其感测单元MEMS制作工艺。采用热氧化硅掩膜方法解决了硅深刻蚀的选择比问题；优化后的硅深刻蚀工艺参数：刻蚀功率1600 W、低频(LF)功率100 W，SF6流量360 cm3/min，C4F8流量300 cm3/min，O2流量300 cm3/min。采用Cr/Au掩膜，30 ℃恒温低浓度HF溶液解决了玻璃浅槽腐蚀深度控制问题；喷淋腐蚀和基片旋转等措施提高了玻璃浅槽腐蚀表面质量。采用上述MEMS工艺制作了微剪切应力传感器样品，样品测试结果表明：弹性悬梁长度和宽度误差均在2 μm以内、玻璃浅槽深度误差在0.03 μm以内、静态电容误差在0.2 pF以内，满足了设计要求。

提出并演示了一种基于大直径光纤锥的马赫曾德尔干涉仪应力传感器。以锥形光纤马赫曾德尔干涉仪作为滤波器，对掺铒光纤的增益谱进行梳状滤波，最终在环行光纤谐振腔中实现激光的产生并输出。所采用的马赫曾德尔干涉仪在作为滤波器件的同时也能够对光纤轴向应力进行传感，最终实现激光器输出波长随应力增加而向短波长方向漂移，实验结果显示其在波长1 557 nm附近传感的敏感度达到了3 pm/με。基于该锥形光纤的马赫曾德尔干涉仪具有成本低、制作简便和机械强度高的优点，使其更有利于商业化规模制作。

激光散斑传感技术具有结构简单、灵敏度高等特点，可以实现对应力、振动、距离、速度、流速等物理量的传感测量，已成为光学传感领域中的研究热点之一。设计了一套基于激光散斑的应力传感系统。该系统使用波长为405 nm激光作为光源，利用音圈电机振动多模光纤，同时采用CCD图像传感采集系统对抛光玻璃表面进行显微成像，通过MATLAB软件对采集到的散斑图像进行分析处理，计算散斑对比度，拟合散斑对比度随时间变化的曲线。结果表明：散斑图像对比度的变化反应了多模光纤应力的变化，通过多模光纤应力变化可以判断是否有入侵者，实现了防盗功能。

利用锗酸铋（BGO）晶体的弹光双折射与电光双折射可以相互补偿的特性，设计并研究了一种新型光学应力传感器。折射率椭球分析结果表明，在垂直于BGO晶体的(111)晶面方向上同时施加应力和电场，晶体的弹光双折射能够被电光双折射所补偿，因而可以实现应力的闭环光学测量。光学传感单元主要包括两个棱镜偏振器和一块平行四边形的BGO晶体，该晶体自身能够通过对光波的两次全反射产生0.5π的光学相位偏置，因而不需要附加四分之一波片。实验测量了30 kPa以内的压缩应力，被测压缩应力与补偿电压之间具有较好的线性关系，且每1 kPa压缩应力所需要的补偿电压约为4.26 V。

将光纤布拉格光栅(FBG)传感器埋入金属结构内部可以获得光纤智能金属结构。埋入后的FBG传感器应变传感性能受到埋入工艺、中间层和基体材料性能的影响。采用化学镀镍再电镀镍的方法对FBG进行金属化保护，然后用钎焊法将镀镍保护的FBG埋入金属构件中，应用材料力学基本原理建立了埋入式FBG在受到横向应力情况下，中心波长变化与作用在基体上集中外力的关系模型，并进行了三点压弯实验。结果表明，该模型能较好地预测埋入式FBG中心波长在横向应力作用下的变化趋势。