光纤传感器(OFS)虽然具有较好的技术性能，但其成本相对高一些。一个解决方法是用多个测点取代单个测点，即在空间分布多个测量点，或在由一个读出单元服务的同一线路布置多个独立的传感器，来达到增加测量点数量的目的。这样，复用式或分布式光纤传感器成本就会降低，它只相当于总OFS成本的一小部分。目前，已研究出几种可行的方法来实现多路复用或分布式光纤传感器的结构。

多路复用式光纤传感器技术

      光的多路复用技术实现复用的方式，除有常用的时分、波分复用外，还有空分和相干性分光纤传感器。

1.时分复用式光纤传感器技术

       时分复用OFS如图5-19所示，它被称为梯形结构，包括一个脉冲光源和一系列用耦合器连接到公共光纤上的传感器，公共光纤用于供给传感器信号以及收集返回信号。脉冲丁的时间比正在处理中的那个传感器经过的外部延迟2L/c短得多。在这一条件下，每一个传感器在一个严格定义的时间段的脉冲下降沿开始响应，所以接收器可以对多路输出响应。为了区分从分离的传感器返回的脉冲，脉冲宽度r应比每个附加段的延迟2〃c短。传感器之间的附加的光纤长度可被加长，以达到匹配条件。

       每一个耦合器分一部分功率到它的传感器上。为了等效地响应，第n个传感器的耦合因子应被设定为Kn=1/(N-n+1),这里N是传感器的总数。

       这样，第一个传感器有ki=l/N,剩余的功率为1-1/N；第二个传感器有K2=1/(N-1),取出输入功率的(1-1/N)/(N-1)=1/N,剩余的功率为(1-2/N);第三个传感器有k3=l/(N-2),并取走(1-2/N)/(N-2)=l/N。这样，继续到第N个传感器有KN=1,取走输入功率的1/N。

图5-19OFS的时分复用技术

       在光返回的路径上，被传送到公共光纤上的功率值是相同的，即为供给总功率的1/N。因此，就寻址独立的传感器而言，复用操作引入的外部损耗为1/N²。考虑到光源的功率和接收器的灵敏度，损耗限制了可被多路选择的传感器数目，通常最多为N=15?20。

       目前，时分复用式光纤传感器方案己被用于温度、应变、声发射等测量，特别是与海洋有关的应用的偏振，以及干涉型传感器中。

2.波分复用式光纤传感器技术

        波分复用技术包括为每一个独立的传感器分配波长的狭缝，以及使用频率可调的窄带光源读出复合输出。为了适用于级联，传感器需为频率选择性的，响应可以为透射式也可以为反射式，并能以反射或透射式方式通过，而不改变输出带的成分。光纤布拉格光栅（FBG）可满足上述需求。FBG是一种纵向的光栅，通过在UV线下曝光，沿光纤轴形成折射率的周期变化Ano若,是光栅的空间周期，布拉格条件2汕=而决定了谐振波长而。对于那些波长与而接近的光，该器件可将进来的光线反射回去，而偏离谐振（部而）的光，将不被改变地通过FBG,因而可将FBG可看成透射式的带阻滤波器或反射式的带通滤波器。

OFS的波分复用技术如图5-20所示。

图5-20OFS的波分复用技术

       图5-20表示一个FBG,它反射接近于谐振波长而的光而透射其余的光。波分复用OFS以级联许多不同波长而的FBG形式排列，为了读出每一个传感器的信号，使用了一个可调谐的激光光源。因为每一个FBG（除了被选择的那一个）都是透明的，而被激光光源寻址的那个传感器将产生与其共振频率对应的峰值反射的响应。共振波长的偏移取决作用于FBG上的温度T和应变ε,如果要避免测量ε时T的（或反之）交叉传感，应使用一对FBG,使其对丁和旗有不同的灵敏度。通过将测量结果组合在两方程组中，可解出两被测量（T和ε）。

       在图5-20中，使用了昂贵的可调谐激光光源，如果只有这种可能性，这种OFS就很难离开实验室。因此，希望能改变波分复用读出思想，其解决方法之一如图5-21所示。

图5-21在测量和参考链中使用两组FBG的波分复用OFS

       在图5-21中，是在测量链和参考链中使用两组FBG的波分复用OFS。相应的OFS名义上具有相同的谐振波长如，从测量OFS回来的信号被引入参考OFS以比较其响应，用压电激励器（PiezoActuator）调制参考λB，使得我们可以对每一个传感器的响应信号进行分离。