光纤光栅布拉格传感器（Fiber Bragg Grating Sensor）是一种基于光纤光栅技术的传感器，利用布拉格光栅的特性来测量和监测物理量的变化。它是一种光纤传感器的子类，利用光纤中的布拉格光栅结构实现对光波的频率选择性反射，从而实现对物理量的测量。
(相关资料图)
布拉格这个名字起源于X射线结晶学的先驱Bragg父子，他们发现准单色射线源从某一个特定角度入射晶体中时，所有的入射光会集中到一个特定的方向上，在光纤光栅中也有类似的效果。通过待测量调制入射光束的波长，测量反射光的波长变化进行检测。由于波长是一个绝对的参数，不受总体光强水平、连接光纤以及耦合器处的损耗或者光源能量的影响，因此比其他光的调制方式更加稳定。其是一种准分布式的传感器。
自1978年加拿大的Hill等人研制出世界上第一支光纤布拉格传感器之后，人们对其的重视程度指数级增长，光纤光栅传感技术遍如雨后春笋般发展起来。现如今，光纤光栅传感器广泛应用于对测量要求极为苛刻的领域，如航空航天，船舶以及医疗领域，其已经是世界上最有发展前景、最具代表性的光学无源器件之一。
相对于传统的电学传感器，光纤光栅传感器有其无法比拟的优势，大致可分为以下几点：
高灵敏度：光纤光栅传感器能够实现高度灵敏的测量，可以检测微小的物理量变化。光栅结构对光信号的特征参数变化非常敏感，因此可以实现高分辨率的测量。
抗干扰能力强：光纤光栅传感器采用光纤作为传输介质，不受电磁干扰的影响。相比于电气传感器，它具有更好的抗干扰性能，适用于复杂的环境条件。
长测距能力：光纤光栅传感器可以通过延长光纤的长度来实现长距离的测量，可以覆盖较大的监测范围。这使得它在一些需要远距离监测的应用中非常有用，如管道、桥梁等。
多参数测量：光纤光栅传感器可以通过在光纤中引入多个光栅结构或多路复用技术，实现对多个物理量的同时测量。这种能力使其在一些需要监测多个参数的场景中非常有用，提高了系统的综合性能。
高温、高压等极端环境适应性：光纤光栅传感器可以通过选择合适的光纤材料和光栅结构设计，实现在高温、高压等极端环境下的稳定工作。这使得它在一些特殊应用领域，如航空航天、能源等，具有广泛的应用前景。
无电源需求：光纤光栅传感器不需要外部电源供应，其工作原理是基于光学原理的，因此可以在无电源或难以接触的环境中使用，具有较高的可靠性和安全性。
轻巧柔软，可以在一根光纤中写入多个光栅，构成传感阵列，与波分复用和时分复用相结合，构成分布式传感。
最最重要的一点：光纤光栅传感器体积小，重量轻，直径可轻松达到，稳定性及重复性好，可以埋入到大型结构中测量内部的应变及结构损伤等。
但光纤光栅体积小也给其带来了一些缺点，其主要材料为二氧化硅，抗拉不抗剪，在一些粗放式安装或者操作不当时极易引起脆断导致传感器失效。因此，对光纤光栅传感器的封装也是目前光纤传感器领域的一大研究方向之一。
光纤光栅的本质就相当于一个滤波器，当光波通过制备的布拉格光栅时，对满足相位匹配条件的光会形成强烈反射，对不满足相位匹配条件的光形成弱反射，就是这个光栅就相当于一个反射镜，入射的光波，满足布拉格条件的光会被反射回去，而不满足这个条件的光就沿着光路继续往前走，如下图所示，第一张图是通过宽带光源打出去的入射光谱，第二张图就是反射光谱（布拉格尖峰），第三就是不满足这个条件，一直走到末尾的光波。
栅区放大如图所示：
由内到外分别为纤芯层，包层及涂覆层，中间的数个小段即为光栅，每两个小段之间都是一个光栅周期，对于满足布拉格条件的光波会被栅区反射回去，根据叠加原理形成中间那张图的尖峰（布拉格尖峰），尖峰的横坐标中心记为该光纤光栅的中心波长。
此为布拉格条件：（B站不知道怎么打公式，就只能卑微截个图~QAQ）
测量原理就是，宽谱光源将有一定带宽的光通过环形器入射到光纤光栅中，由于光纤光栅的波长选择性作用，符合条件的光被反射回来，再通过环形器送入到解调装置测出光纤光栅的反射波长变化。当光栅测量外界的温度或者应变等数据时，自身栅距发生变化，引起反射波长的变化，再通过解调装置检测波长的变化推导出外界的温度或者应变。
翻译成白话就是先读出来这个布拉格光栅的初始波长，然后，由于应变温度（主要是这两个方面）物理参量使这个光栅的折射率和栅区的周期发生变化，就是式中的（纤芯的有效折射率），（栅区周期）发生变化，所以导致第二张图（反射谱）发生对应的变化。根据光纤光栅解调仪解调出对应的波长数据，再通过分析这个反射谱中心波长的偏移量，再结合相关的温度/应变系数，就能得到温度/应变值。
需要注意的是，光栅测量应变的本质其实是改变栅距导致中心波长在反射谱上发生偏移，温度及应变均会导致其发生变化，所以在测量某单一变量的时候，需要尽可能消除另一个变量的影响才能测得准确的数值。具体看如下公式。
波长变化量公式如图所示：
拿测量应变举例，实验过程如下：
以上仅为个人理解，有不对的地方欢迎批评指正。
