劉華北, 周雁, 邵杰, 管祖光, 陳達(dá)如?

(1 浙江師范大學(xué)杭州高等研究院, 浙江 杭州 311200;2 浙江師范大學(xué)信息光學(xué)研究所, 浙江 金華 321004)

0 引 言

光纖傳感器因具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈敏度高、防電磁干擾等優(yōu)點(diǎn),受到各行業(yè)的廣泛關(guān)注[1]。特別是在一些惡劣工作環(huán)境中,如高溫、高濕度、電磁輻射等,光纖傳感器相對(duì)于傳統(tǒng)的電氣類傳感器表現(xiàn)出了更加良好的穩(wěn)定性[2]。此外光纖傳感器還適用于爆炸性或腐蝕性環(huán)境中,如地下煤礦,海上油井等[3]。光纖傳感器的出現(xiàn)為這些行業(yè)從惡劣的工作環(huán)境中獲取傳感信息提供了新的機(jī)會(huì)。

光纖液壓傳感器在各工業(yè)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。光纖布拉格光柵(FBG)傳感技術(shù)是最早發(fā)展的較為成熟、可靠的光纖傳感技術(shù),通常用于壓力、溫度等物理量的測(cè)量[4,5],其低傳輸損耗和防電磁干擾的特性可以使光纖液壓傳感器進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量,然而單模光纖FBG 的液壓傳感器的靈敏度僅為3.04 pm/MPa 左右[6],不能滿足很多實(shí)際應(yīng)用的需求。為進(jìn)一步提升探測(cè)靈敏度,光纖干涉技術(shù)被應(yīng)用到液壓傳感中,如利用Fabry-P′erot(FP)干涉或Mach-Zehnder(MZ)干涉與單模光纖相結(jié)合構(gòu)造出高靈敏的液壓傳感器[1]。然而由于單模光纖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,限制了液壓探測(cè)的靈敏度和分辨率。新型特種光纖的出現(xiàn)為得到更高靈敏度提供了新的窗口。光子晶體光纖(PCF)具有特殊的導(dǎo)光機(jī)理,其橫截面具有高度靈活的設(shè)計(jì)空間,因此有望獲得更高的液壓敏感度[7]。同時(shí)PCF 液壓傳感器繼承了傳統(tǒng)的測(cè)壓辦法,如光柵法和干涉法,其中光柵型液壓傳感器通過(guò)光柵反射波長(zhǎng)的漂移反映出壓力的變化,PCF 具有更高的軸向應(yīng)變,因此對(duì)液壓變化更加敏感。已報(bào)道的PCF 光柵液壓傳感的靈敏度是單模光纖FBG 液壓傳感器的十倍[8]。干涉型PCF 傳感器通常使用高雙折射PCF(HB-PCF),通過(guò)改變空氣小孔的排列可以實(shí)現(xiàn)高雙折射光纖。干涉型光纖液壓傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,通常利用一個(gè)Sagnac 干涉結(jié)構(gòu)就可以得到很高的液壓靈敏度。此外在HB-PCF 中,由于兩種偏振模式的存在,光柵會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)反射峰。因此,可以使用兩個(gè)峰值的漂移量來(lái)同時(shí)測(cè)量壓力和溫度響應(yīng)[9]。PCF 具有較高的雙折射效應(yīng),利用PCF 雙折射等特性可以開(kāi)發(fā)出具有高靈敏度的液壓傳感器[10]。

本文回顧了四種典型的PCF 液壓傳感技術(shù),介紹了相關(guān)的工作原理,并對(duì)其主要性能進(jìn)行了比較和分析,最后總結(jié)了PCF 液壓傳感器的研究現(xiàn)狀、發(fā)展特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)。

1 PCF 及其液壓傳感原理

PCF 也可稱為微結(jié)構(gòu)光纖,其主要特征是在光纖橫截面上規(guī)則地排列著各種氣孔,即在其橫截面上具有復(fù)雜的折射率分布。如圖1(a)所示,傳統(tǒng)的單模光纖(SMF)由纖芯和包層組成,纖芯具有更高的折射率,當(dāng)光線滿足全內(nèi)反射條件時(shí)即可在纖芯內(nèi)傳播[11];如圖1(b)所示,PCF 一般由單一的二氧化硅材料組成,光纖截面上規(guī)則排列的氣孔提供了一種類似于階躍折射率光纖的折射率分布,其導(dǎo)光機(jī)理為改進(jìn)的全內(nèi)反射;另外PCF 還可以是空芯的,如圖1(c)所示,空芯PCF 的纖芯折射率低于包層,但當(dāng)氣孔間距和氣孔直徑滿足一定條件時(shí),包層可以對(duì)一定波長(zhǎng)的光形成光子能隙,光就會(huì)被束縛在空芯中,這種機(jī)理被稱為光子能隙導(dǎo)光機(jī)理[12]。

圖1 (a)單模光纖;(b)PCF;(c)空芯PCFFig.1 (a)Single mode fiber;(b)Photonic crystal fiber;(c)Hollow-core photonic crystal fiber

由于PCF 結(jié)構(gòu)的特殊性和設(shè)計(jì)的靈活性,使其具有許多獨(dú)特的物理性質(zhì):可控的非線性、無(wú)盡單模特性、可調(diào)節(jié)的奇異色散、低彎曲損耗、大模場(chǎng)等[11,12]。同單模光纖類似,PCF 也可通過(guò)刻寫(xiě)光纖布拉格光柵或構(gòu)建光學(xué)干涉實(shí)現(xiàn)液壓傳感[13]。如利用PCF 的高雙折射特性設(shè)計(jì)出的雙芯光子晶體,可應(yīng)用于Mach-Zehnder 干涉的液體靜壓傳感器[14]。PCF 由于引入了靈活分布的氣孔,很容易引起雙折射[15,16]。巧妙地設(shè)計(jì)PCF 結(jié)構(gòu),可以盡可能地提高PCF 傳感器的靈敏度。

隨著光纖制作工藝的不斷提升[17],各種光子晶體傳感技術(shù)逐漸涌現(xiàn),研究人員充分利用光子晶體的特性研制出了超高靈敏度的液壓傳感器[18],其中PCF 的雙折射效應(yīng)在液壓傳感方面應(yīng)用最為廣泛。光纖的相位雙折射和群模態(tài)雙折射可表示為[19]

式中:nx、ny分別是x、y方向兩個(gè)偏振模態(tài)的有效折射率,λ 是光波長(zhǎng)。由于光彈效應(yīng)[20],光纖的折射率會(huì)隨外界液壓的變化而變化,施加液壓后的光纖折射率為

式中:σx、σy、σz分別為x、y、z三個(gè)不同方向上的應(yīng)力分量,C1= 6.5×10?13m2/N、C2= 4.2×10?12m2/N 為純二氧化硅的應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)。采用寬帶光源(BBS)作為輸入光,將保偏PCF 置于液壓變化的環(huán)境中,通過(guò)耦合器和光譜分析儀(OSA)會(huì)發(fā)現(xiàn)干涉峰的偏移,其壓強(qiáng)靈敏度定義為

基于保偏PCF 的傳感器可同時(shí)進(jìn)行壓力和溫度的雙參數(shù)測(cè)量[9,21]。由于PCF 具有非對(duì)稱孔結(jié)構(gòu),快軸和慢軸對(duì)環(huán)境壓力的響應(yīng)不同,且一般慢軸具有較高的靈敏度。然而,由于兩個(gè)軸表現(xiàn)出相似的熱膨脹,導(dǎo)致兩種極化對(duì)溫度的響應(yīng)差異非常小。各峰的波長(zhǎng)漂移量可以體現(xiàn)出溫度和壓力的變化,即

式中Sx,p、Sy,p、Sx,T、Sy,T為x方向和y方向兩個(gè)偏振模態(tài)的液壓和溫度靈敏度。

2 PCF 液壓傳感技術(shù)

2.1 雙折射PCF 液壓傳感技術(shù)

PCF 的高雙折射特性提供了構(gòu)建Sagnac 干涉液壓傳感器的理想條件[22]。在圖2 中,將保偏PCF 拼接到一個(gè)3 dB 耦合器環(huán)路中構(gòu)成干涉回路;耦合器將輸入的BBS 分成兩個(gè)方向相反的光束,通過(guò)OSA在耦合器的另一端檢測(cè)干涉信號(hào)。在靜液壓下,光纖因應(yīng)力而產(chǎn)生的形變相對(duì)較小,干涉譜相位變化可認(rèn)為主要源于雙折射變化。液壓靈敏度由雙折射變化決定,通過(guò)優(yōu)化氣孔排列可以得到很高的雙折射,進(jìn)而提高液壓靈敏度,這種基于PCF 的Sagnac 干涉儀(SI)傳感器具有超高的靈敏度。2010 年,F′avero等[20]設(shè)計(jì)了一種高雙折射PCF,并實(shí)驗(yàn)獲得了3.4 nm/MPa 的液壓靈敏度和0.29 pm/?C 的溫度靈敏度,證明了PCF 溫度敏感性低于壓力敏感性。雖然該傳感器僅測(cè)試了2.5 MPa 和100?C,但其工作范圍將主要受到封裝的密封能力的限制,纖維本身仍能夠承受更高的壓力和溫度。2014 年,Liu 等[23]提出一種基于高雙折射六孔懸浮纖芯光纖(HB-SCF)的液壓傳感器,其在0 ～20 Mpa 液壓范圍內(nèi)靈敏度可到達(dá)2816 pm/MPa。由于PCF 是由純?nèi)廴诙趸柚谱?與標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖FBG 溫度傳感(溫度靈敏度為10 pm/?C)相比,對(duì)50 ～350?C 的溫度變化范圍并不靈敏,此時(shí)其溫度靈敏度僅有1 pm/?C。2017 年,Ayyanar 等[24]提出了一種橢圓纖芯的PCF,其雙折射率高達(dá)10?2數(shù)量級(jí),并得到了87.5 pm/MPa 的靈敏度。2018 年,Liu 等[25]又提出一種基于雙半圓孔PCF 的SI 液壓傳感器,在0 ～3000 kPa 的壓強(qiáng)下具有45000 ～50000 pm/MPa 的超高靈敏度。

圖2 (a)基于PCF 的Sagnac 干涉儀;(b)保偏PCFFig.2 (a)Sagnac interformeter based on PCF;(b)Polarization-maintaining PCF

2.2 PCF 光柵液壓傳感技術(shù)

光纖光柵技術(shù)普遍用于液壓傳感技術(shù)領(lǐng)域。采用高功率的紫外激光器可以在PCF 上刻蝕出高質(zhì)量的布拉格光柵(FBG)[26]。布拉格反射波長(zhǎng)由布拉格條件λB=2neffΛ 決定,其中neff為基模的有效折射率,Λ 為光柵周期。如圖3,將PCF 置于一個(gè)充滿液體的靜壓系統(tǒng)中,光纖會(huì)受到徑向應(yīng)力和軸向應(yīng)力[27]。徑向應(yīng)力導(dǎo)致正應(yīng)變,而軸向應(yīng)力導(dǎo)致負(fù)應(yīng)變,PCF 引入的空氣孔使得二氧化硅面積相對(duì)減少,因此增加了軸向應(yīng)變,具有更高的壓敏特性。傳統(tǒng)的光纖FBG 傳感器通常被認(rèn)為不適合高溫工作。雖然光纖光柵壓力傳感器已采用紫外激光書(shū)寫(xiě),但由于紫外誘導(dǎo)折射率變化的熱穩(wěn)定性較差,其工作溫度限制在300?C 以下[28],且普通單模光纖的液壓敏感度約為?3 pm/MPa。2010 年,Jewart 等[29]采用超快激光在雙孔光纖中寫(xiě)入了耐高溫型光柵,并研究了在0.1～13.8 MPa 范圍內(nèi)光纖光柵的共振波長(zhǎng)漂移和峰值分裂隨外界液壓的變化規(guī)律,光柵壓力傳感器在800?C 以上顯示高穩(wěn)定性。同年,Wu 等[26]報(bào)道了大空氣孔的柚子型PCF,由于大幅度增加了空氣孔的占比,使得軸向應(yīng)變的壓敏性占據(jù)主導(dǎo)地位,靈敏度相對(duì)于單模光纖提高了4 倍多,在0～25 Mpa 范圍內(nèi)靈敏度為?12.86 pm/MPa,并且實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)光纖頭部的壓力變化對(duì)光纖光柵的壓敏性沒(méi)有影響。2013 年,Liu 等[9]利用保偏PCF,通過(guò)檢測(cè)不同偏振光的峰值漂移實(shí)現(xiàn)了同時(shí)對(duì)液壓和溫度進(jìn)行測(cè)量。在液壓0～40 MPa 的范圍內(nèi),快軸和慢軸的壓力靈敏度分別為?1.96 pm/MPa和?5.13 pm/MPa;在20～300?C 溫度范圍內(nèi),快軸和慢軸表現(xiàn)出幾乎一致的溫度靈敏性(約為12 pm/?C)。2016 年,Lin 等[30]設(shè)計(jì)了一種空氣占比更大的懸浮單環(huán)PCF,進(jìn)一步提高了靈敏度,在0～?40 Mpa 范圍內(nèi)達(dá)到?18.92 pm/MPa。2017 年,Huang 等[31]提出了一種穩(wěn)定飛秒脈沖寬度的蝶形微結(jié)構(gòu)光纖內(nèi)切光柵方法,用于超高壓/超高溫環(huán)境下的壓力監(jiān)測(cè),并進(jìn)一步研究了PCF-FBG 傳感器的高溫穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)測(cè)試了幾種熱處理方法,以穩(wěn)定傳感器的工作溫度范圍;此外,還研究了熱瞬變對(duì)壓力讀數(shù)的影響,給出了在緩慢和快速溫度變化環(huán)境下的壓力系數(shù)。

圖3 FBG-PCF 受到應(yīng)力發(fā)生應(yīng)變Fig.3 The strain of FBG-PCF under pressure

2.3 FP 腔PCF 液壓傳感技術(shù)

鑒于以上所述原理,很容易想到可以將法布里-珀羅(FP)腔與PCF 相結(jié)合。FP 腔的制作方式多種多樣,可以在光纖端面涂敷反射層[32],或者直接做一個(gè)空氣腔[33]。如圖4(b)所示,將纖芯經(jīng)摻雜處理的SMF 熔接到PCF 的兩端也可構(gòu)建成FP 腔。

圖4 (a)基于PCF 的FP 干涉儀;(b)FP 腔Fig.4 (a)PCF-based FP interferometer;(b)FP cavity

當(dāng)將FP 腔置于高壓環(huán)境中,由于光彈效應(yīng),PCF 的有效折射率會(huì)發(fā)生改變。另外,PCF 的長(zhǎng)度也會(huì)發(fā)生改變。FP 腔的液壓靈敏度不依賴光纖長(zhǎng)度,因此可以設(shè)計(jì)的十分緊湊。早在2007 年,Young 等[34]就介紹了使用PCF 錯(cuò)位拼接方法實(shí)現(xiàn)應(yīng)變和溫度的測(cè)量。由于PCF 是由純?nèi)廴诙趸杞M成,相對(duì)于傳統(tǒng)光纖,實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)出更好的高溫穩(wěn)定性。2011 年,Wu 等[35]將較短的PCF 與標(biāo)準(zhǔn)單模光纖拼接而制成光纖FP 干涉儀,傳感器在高溫高壓環(huán)境下的液壓靈敏度為?5.57 pm/MPa。該傳感器制作簡(jiǎn)單、成本低、體積緊湊,更適合應(yīng)用于高壓和高溫的實(shí)際環(huán)境中。

2.4 雙芯PCF 液壓傳感技術(shù)

由于PCF 具有靈活的設(shè)計(jì)空間, 高雙折射的雙芯PCF(DC-PCF) 逐漸被提出并應(yīng)用到液壓傳感中[36?40]。如圖5 所示,Chen 等[37]設(shè)計(jì)了一種用于液壓傳感的DC-PCF。圖5(a)所示的光纖橫截面中,兩個(gè)實(shí)心纖芯被一個(gè)空氣孔隔開(kāi),在PCF 內(nèi)部形成兩個(gè)獨(dú)立的波導(dǎo),并伴隨著模式耦合;圖5(c)分別是DC-PCF 的x方向偏振的偶模和奇模。當(dāng)工作波長(zhǎng)為1.5μm,方向偏振偶模和奇模的有效折射率分別為ne=1.398601 和no=1.398298。根據(jù)模式耦合理論[38],耦合長(zhǎng)度為L(zhǎng)c=λ/(2|ne?no|)=2.55 mm,即光能量沿DC-PCF 經(jīng)過(guò)2.55 mm 后將從其中一纖芯轉(zhuǎn)換到另一纖芯,其傳輸能量可以表示為

圖5 (a)雙芯PCF(DC-PCF)[37];(b)新型側(cè)孔DC-PCF[39];(c)DC-PCF X 方向偏振的偶模和奇模[37]Fig.5 (a)Dual-core photonic crystal fiber(DC-PCF)[37];(b)New type of side hole DC-PCF [39];(c)X-polarized even mode and odd mode of DC-PCF [37]

如圖6(a),將2 cm 的DC-PCF 兩端與單模光纖熔接在一起,光纖需要適度錯(cuò)位以保證熔接時(shí)DC-PCF的一個(gè)纖芯和單模光纖的纖芯對(duì)接。當(dāng)寬帶光源注入到DC-PCF 并從另外一端的單模光纖輸出時(shí),其光譜分布服從(7)式。當(dāng)DC-PCF 受到的靜水壓強(qiáng)改變時(shí),光彈性效應(yīng)將導(dǎo)致熔融石英折射率變化,進(jìn)而導(dǎo)致偶模和奇模的有效折射率改變。將傳感器置于最大壓力為45 MPa 的靜液壓力容器中,所施加的液壓由高精度壓力表測(cè)量。使用中心波長(zhǎng)為1.55μm 的寬帶光源,并利用分辨率為0.02 nm 的光譜分析儀檢測(cè)透射光譜。每次增加5 MPa 液壓,記錄0～45 MPa 的靜壓干涉光譜。圖6(b)為某一干涉峰與靜液壓強(qiáng)的關(guān)系函數(shù),其靈敏度為?54.06 pm/MPa,線性擬合良好(R2=0.99836),并擁有很高的重復(fù)性。為了進(jìn)一步提高液壓靈敏度,Hu等[39]設(shè)計(jì)出新型側(cè)孔DC-PCF,其光纖橫截面如圖5(b)所示,兩個(gè)實(shí)心光纖芯被幾個(gè)小氣孔和兩個(gè)大氣孔包圍,兩纖芯被一個(gè)小氣孔隔開(kāi);兩個(gè)大的空氣孔稱為側(cè)孔,本質(zhì)上提供了一個(gè)內(nèi)置的轉(zhuǎn)換機(jī)制,以增強(qiáng)液壓從而誘導(dǎo)折射率變化;通過(guò)不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu),已獲得的高壓靈敏度可達(dá)110.8 pm/MPa。此外DC-PCF 也可用于壓力和溫度的同時(shí)測(cè)量。2015 年,Wu 等[21]設(shè)計(jì)了一種溫度交叉靈敏度較小的DC-PCF 壓力傳感器,其壓力靈敏度分別為?21.7 pm/MPa 和18.0 pm/MPa,溫度靈敏度分別為11.6 pm/?C 和10.7 pm/?C。同年Revathi 等[40]進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)了DC-PCF,提高了靈敏度,計(jì)算得到的壓力靈敏度為?10.5 nm/MPa,溫度靈敏度為20 pm/?C。

靈敏度是評(píng)價(jià)液壓傳感器的重要參數(shù)之一。相較于單模光纖,PCF 因其結(jié)構(gòu)不對(duì)稱性而具有更高的液壓敏感性。此外PCF 一般只有熔融二氧化硅單一材料構(gòu)成,對(duì)溫度的穩(wěn)定性較高。同時(shí)基于PCF 的液壓傳感器因采用的原理不同,液壓靈敏度和溫度依賴性也存在較大差異。此處挑選了一些具有代表性的光纖液壓傳感器的主要參數(shù)進(jìn)行比較,如表1 所示。由1 表可見(jiàn),采用高保偏PCF 的SI 干涉方法可以得到超高的壓力靈敏度,同時(shí)還有較高的溫度靈敏性,這主要是由PCF 本身的高雙折射特性造成的。除HB-SCF/SI 方法外,其他方法得到的溫度相關(guān)系數(shù)約為10 pm/?C,與液壓靈敏度相差不大,這可能導(dǎo)致光柵、FPI 或MZI 方案的交叉靈敏度問(wèn)題,而SI 的高液壓靈敏度可以大大降低溫度交叉的影響。

表1 不同類型PCF 液壓傳感器的相關(guān)參數(shù)Table 1 Related parameters of different types of PCF pressure sensors

3 分析討論

基于PCF 的液壓傳感技術(shù)基于石英光纖的光彈效應(yīng),通過(guò)光學(xué)特征量例如光譜的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)折射率改變的感知,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓的傳感。同時(shí),PCF 具有靈活的橫截面設(shè)計(jì)空間,通過(guò)獨(dú)特的光纖設(shè)計(jì)可進(jìn)一步改進(jìn)液壓增敏技術(shù)方案。本文回顧了幾種典型的PCF 液壓傳感技術(shù):1)雙折射PCF 液壓傳感技術(shù),其特征是液壓帶來(lái)光纖雙折射變化,通過(guò)Sagnac 干涉光譜探測(cè)實(shí)現(xiàn)液壓傳感。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)很高的液壓靈敏度,但由于采用了Sagnac 光纖環(huán)結(jié)構(gòu),尺寸較大,難以實(shí)現(xiàn)多個(gè)傳感器復(fù)用。2)PCF 光柵液壓傳感技術(shù),其基于光纖布拉格光柵反射波長(zhǎng)與液壓帶來(lái)的應(yīng)變及應(yīng)力導(dǎo)致的折射率變化的關(guān)系實(shí)現(xiàn)液壓傳感。由于尺寸很小的光纖布拉格光柵的傳感解調(diào)及復(fù)用技術(shù)非常成熟,使得該技術(shù)具有大規(guī)模復(fù)用的巨大優(yōu)勢(shì)并且具有很小的傳感單元。3)FP 腔PCF 液壓傳感技術(shù),其特征是采用FP 干涉光譜探測(cè)實(shí)現(xiàn)液壓傳感。通常是采用不同介質(zhì)(包括空氣)界面反射形成FP 腔,傳感單元結(jié)構(gòu)緊湊,液壓靈敏度依賴FP腔的結(jié)構(gòu)和材料,能夠?qū)崿F(xiàn)傳感單元的復(fù)用。4)雙芯PCF 液壓傳感技術(shù),其特征是在PCF 內(nèi)設(shè)計(jì)了兩個(gè)相互耦合的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu),液壓對(duì)耦合特性有影響,通過(guò)探測(cè)耦合特種光譜實(shí)現(xiàn)液壓傳感。該技術(shù)體現(xiàn)了PCF 靈活設(shè)計(jì)帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn):直接在光纖內(nèi)部構(gòu)建液壓傳感單元。相關(guān)研究報(bào)告表明雙芯PCF 可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度的液壓傳感,具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

PCF 液壓傳感器的發(fā)展特點(diǎn)及趨勢(shì)歸納如下:1)追求傳感單元小型化;2)進(jìn)一步提高液壓靈敏度;3)解決與其他物理量的交叉影響;4)增強(qiáng)PCF 液壓傳感器的復(fù)用水平。

4 結(jié) 論

光纖晶體光纖液壓傳感技術(shù)在傳感單元層面已有相當(dāng)深入的研究,相關(guān)技術(shù)也展示了巨大的潛在優(yōu)勢(shì),相關(guān)傳感結(jié)構(gòu)可以用于溫度、振動(dòng)、折射率等物理量的傳感,除了液壓應(yīng)用領(lǐng)域,也可能在生物、醫(yī)學(xué)(如微創(chuàng)手術(shù))、心血管疾病檢測(cè)等方面得到應(yīng)用。但與其他光纖傳感技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r類似,仍面臨著系統(tǒng)集成、降低成本等問(wèn)題。