目前,我国传感器产业高端产品严重依赖进口,传感器芯片进口占比较高,自主创新较小。在需求增加和国产化的推动下,传感器行业将迎来快速发展机遇。
传感器作为万物互联的基础,在工业制造、智能汽车、通信电子和消费电子等多个领域应用广泛。目前,我国高端传感器芯片主要依赖进口,在政策的大力推进下,我国传感器产业将迎来快速发展。另外,NB-IOT、LTE-V等相关标准的制定也给传感器产业发展提供重要支撑。Gartner预测,到2020年,全球将有260亿联网对象(不包括PC、智能手机和平板),大量未联网的物品、设备、系统的连通将为物联网市场带来广阔空间。
偏振态调制型光纤传感器
基本原理是利用光的偏振态的变化来传递被测对象信息。光波是一种横波,它的光矢量是与传播方向垂直的。如果光波的光矢量方向始终不变,只是它的大小随相位改变,这样的光称为是线偏振光。光矢量与光的传播方向组成的平面为线偏振光的振动面。如果光矢量的大小保持不变,而它的方向绕传播方向均匀的转动,光矢量末端的轨迹是一个圆,这样的光称为圆偏振光。如果光矢量的大小和方向都在有规律的变化,且光矢量的末端沿一个椭圆转动,这样的光称为椭圆偏振光。利用光波的偏振性质,可以制成偏振调制光纤传感器。在许多光纤系统中,尤其是包含单模光纤的那些系统,偏振起着重要的作用。许多物理效应都会影响或改变光的偏振状态,有些效应可引起双折射现象。所谓双折射现象就是对于光学性质随方向而异的一些晶体,一束入射光常分解为两束折射光的现象。光通过双折射媒质的相位延迟是输入光偏振状态的函数。偏振态调制光纤传感器检测灵敏度高,可避免光源强度变化的影响,而且相对相位调制光纤传感器结构简单、且调整方便。其主要应用领域为:利用法拉第效应的电流、磁场传感器;利用泡尔效应的电场、电压传感器;利用光弹效应的压力、振动或声传感器;利用双折射性的温度、压力、振动传感器。目前最主要的还是用于监测强电流。
光纤最早的出现的目的是用于传输光,在20世纪70年代初生产出低损耗光纤后,光纤用于长距离传递信息,是光纤通信的基石,也可以豪不夸张的说光纤也是现代信息社会的基石。由于光纤不仅可以作为光波的传输媒质,而且光波在光纤中传播的特征参量(振幅、相位、偏振态、波长等)会因外界因素(如温度、压力、应变、振动、声音、磁场、折射率、扭曲、等)的作用而间接或直接地发生变化,分析这些变化就可以得到外界作用的某些性质,从而可将光纤用作传感器元件来探测各种物理量、化学量和生物量,这就是光纤传感器的基本原理。