圖1
光纖光柵感測器（Fiber Grating Sensor）屬於光纖感測器的一種，基於光纖光柵的感測過程是透過外界物理參量對光纖布拉格光柵（Bragg）波長的調製來獲取感測資訊，是一種波長調製型光纖感測器。
下圖圖2所示即為一根刻寫了布拉格光纖光柵的光纖纖芯示意圖（真實直徑9微米）。人們使用掩膜板、飛秒鐳射或者其它的加工方式，在光纖的纖芯部分形成無數條具有相同間距的弱反射面（我們在此暫不介紹更復雜的光柵），這些弱反射面被稱為光纖光柵，各個弱反射面之間的距離被稱為光柵柵距或光柵週期（我們一般用Λ這個符號來表示它——請記住這個符號，下文需要用到）。
圖2
利用上述光纖光柵就可以進行基本的感測測量，其原理如下圖3所示：
圖3
圖3中間所示即是一根封裝好的北諾®毛細®系列無縫鋼管光纖光柵感測器：寬頻入射光從感測器的一端進入光纖，遇到光纖光柵後，大部分波長的光作為透射光直接穿過光纖光柵，少部分特殊波長的光被反射了回去（請注意這個特殊波長，這就是我們每次要檢測的物件，我們用λＢ來表示它）。λＢ和我們前面所說的光柵柵距Λ有直接關係，表徵其關係的數學表示式為：λＢ ＝２ｎｅｆｆΛ，其中λ為反射波長，ｎｅｆｆ是光纖纖芯折射率，Λ是光柵柵距。
接下來反射光進入光纖光柵解調儀（圖上未標），被解調出波長訊號λＢ。由於連著感測裝置，因此我們每時每刻都能夠得到一個不同的測試波長訊號λＢ。透過前面的數學表示式，我們可以知道，為什麼在下一刻返回的波長訊號λ變化了（變化量表徵為ΔλＢ）？根本原因是光纖光柵的光柵柵距Λ發生了變化（變化量表徵為ΔΛ）。
好了，到此我們已經可以跳出拗口的數學符號，切換回現實環境中想象一下，什麼可以引起光柵柵距Λ發生變化？
聰明的你應該可以馬上想到，第一個可能原因是受力：你給光纖光柵一個拉力，它會變長，你給光纖光柵一個壓力，它會變短；第二個可能原因是溫度：光纖光柵受熱膨脹，它會變長，光纖光柵遇冷收縮，它會變短。
在這個過程中，充滿了智慧的人們把可以準確檢測的波長訊號與三個基本物理參量聯絡了起來，分別是力（拉力壓力）、長度（變長變短）和溫度（受熱遇冷），因此光纖光柵感測器能夠直接測量的基本物理量就包括了應力、應變和溫度（具體產品分別對應於北諾®毛細®無縫鋼管光纖光柵應力感測器、北諾®毛細®無縫鋼管光纖光柵應變感測器和北諾®毛細®無縫鋼管光纖光柵溫度感測器）。
圖4
當然了，作為一篇介紹北諾®毛細®系列無縫鋼管光纖光柵感測器的前置科普文章，我們簡化了其數學計算，同時考慮了應力應變和溫度的波長變化數學計算過程比我們所列“λＢ ＝２ｎｅｆｆΛ”的要複雜一些，這是因為，光纖纖芯折射率ｎｅｆｆ也是一個變數，其總體公式如下：ΔλＢ ＝λＢ（１－Ｐｅ）Δε＋λＢ（αｆ－ξ）ΔＴ，我們在此不再展開。
行文至此，相信你已經對於光纖光柵感測器的基本原理有了一定的認識，也會如我般對於人們的智慧發自內心地讚歎。那麼，從原理化的光纖光柵到實用化封裝好的光纖光柵感測器，中間還會有什麼問題？又該如何解決？我們將在下文講述，敬請期待！
我們的理念是：“北諾®，讓光纖不脆弱！”
圖1
光纖光柵感測器（Fiber Grating Sensor）屬於光纖感測器的一種，基於光纖光柵的感測過程是透過外界物理參量對光纖布拉格光柵（Bragg）波長的調製來獲取感測資訊，是一種波長調製型光纖感測器。
下圖圖2所示即為一根刻寫了布拉格光纖光柵的光纖纖芯示意圖（真實直徑9微米）。人們使用掩膜板、飛秒鐳射或者其它的加工方式，在光纖的纖芯部分形成無數條具有相同間距的弱反射面（我們在此暫不介紹更復雜的光柵），這些弱反射面被稱為光纖光柵，各個弱反射面之間的距離被稱為光柵柵距或光柵週期（我們一般用Λ這個符號來表示它——請記住這個符號，下文需要用到）。
圖2
利用上述光纖光柵就可以進行基本的感測測量，其原理如下圖3所示：
圖3
圖3中間所示即是一根封裝好的北諾®毛細®系列無縫鋼管光纖光柵感測器：寬頻入射光從感測器的一端進入光纖，遇到光纖光柵後，大部分波長的光作為透射光直接穿過光纖光柵，少部分特殊波長的光被反射了回去（請注意這個特殊波長，這就是我們每次要檢測的物件，我們用λＢ來表示它）。λＢ和我們前面所說的光柵柵距Λ有直接關係，表徵其關係的數學表示式為：λＢ ＝２ｎｅｆｆΛ，其中λ為反射波長，ｎｅｆｆ是光纖纖芯折射率，Λ是光柵柵距。
接下來反射光進入光纖光柵解調儀（圖上未標），被解調出波長訊號λＢ。由於連著感測裝置，因此我們每時每刻都能夠得到一個不同的測試波長訊號λＢ。透過前面的數學表示式，我們可以知道，為什麼在下一刻返回的波長訊號λ變化了（變化量表徵為ΔλＢ）？根本原因是光纖光柵的光柵柵距Λ發生了變化（變化量表徵為ΔΛ）。
好了，到此我們已經可以跳出拗口的數學符號，切換回現實環境中想象一下，什麼可以引起光柵柵距Λ發生變化？
聰明的你應該可以馬上想到，第一個可能原因是受力：你給光纖光柵一個拉力，它會變長，你給光纖光柵一個壓力，它會變短；第二個可能原因是溫度：光纖光柵受熱膨脹，它會變長，光纖光柵遇冷收縮，它會變短。
在這個過程中，充滿了智慧的人們把可以準確檢測的波長訊號與三個基本物理參量聯絡了起來，分別是力（拉力壓力）、長度（變長變短）和溫度（受熱遇冷），因此光纖光柵感測器能夠直接測量的基本物理量就包括了應力、應變和溫度（具體產品分別對應於北諾®毛細®無縫鋼管光纖光柵應力感測器、北諾®毛細®無縫鋼管光纖光柵應變感測器和北諾®毛細®無縫鋼管光纖光柵溫度感測器）。
圖4
當然了，作為一篇介紹北諾®毛細®系列無縫鋼管光纖光柵感測器的前置科普文章，我們簡化了其數學計算，同時考慮了應力應變和溫度的波長變化數學計算過程比我們所列“λＢ ＝２ｎｅｆｆΛ”的要複雜一些，這是因為，光纖纖芯折射率ｎｅｆｆ也是一個變數，其總體公式如下：ΔλＢ ＝λＢ（１－Ｐｅ）Δε＋λＢ（αｆ－ξ）ΔＴ，我們在此不再展開。
行文至此，相信你已經對於光纖光柵感測器的基本原理有了一定的認識，也會如我般對於人們的智慧發自內心地讚歎。那麼，從原理化的光纖光柵到實用化封裝好的光纖光柵感測器，中間還會有什麼問題？又該如何解決？我們將在下文講述，敬請期待！
我們的理念是：“北諾®，讓光纖不脆弱！”