光纤传感器是以光纤为传输介质的新型传感器,自上世纪70年代以来逐渐活跃于工程、国防以及医疗等各大领域,作为飞速发展一种高新技术产业,光纤传感技术的研究水平逐渐成为一个国家的科学技术发展水平的一个重要标志。利用光纤进行传感器设计,具有轻量化、易于安装和维护、耐腐蚀性强、抗电磁干扰等诸多优点。随着科技的进步和社会的需求,传感器向低成本化以及高灵敏度化发展,而光纤传感器在结合了各种光路结构、特种光纤的基础上,逐渐席卷全球范围内工业生产领域。利用干涉技术设计的光纤传感器,将外界待测参量的变化转变为干涉光光程的变化,继而从干涉条纹的变化中解调出传感信息,因此具有较高的灵敏度。基于低相干原理的光纤传感器在继承了上述优点的同时,由于使用低相干光源,降低了生产成本;另一方面,低相干光纤传感器可实现多路复用,易于解调,可以连接多个传感节点组成传感网络,实现分布式测量。基于以上论述,论文从低相干原理出发,利用Mach-zehnder干涉仪,搭建了一套低成本的光纤传感复用系统,并从理论和实验两方面验证了该系统应用于温度和应力测量方面的可行性。实验系统由两部分结构组成,分为传感干涉仪和参考干涉仪,采用低相干光源(也称为白光源)作为光源。传感干涉仪引入多路复用结构,除参考臂以外,每一路光纤代表一个传感器,并且与参考臂具有各不相等的光程差;传感干涉仪引入的光程差由参考干涉仪逐一进行补偿以得到相应的干涉条纹,外界待测参量作用在传感器上,导致光纤参数发生物理性改变,从而导致干涉条纹发生漂移,再由参考干涉仪补偿出漂移量即可得到外界待测参量的变化。实验以温度和应力作为待测参量,将两个传感器分别置于恒温可调加热炉和三维位移平台上,对传感器进行加热和拉伸处理,同时,电动可调光延迟线以均匀的速度来回扫描,然后通过光电转换器和数据采集卡记录数据,得到干涉条纹峰值点的漂移量,最终得到12μm/℃的温度灵敏度和0.16μm/με的应力灵敏度。本课题对低相干复用系统进行了实验验证,实验灵敏度受到光源稳定性、光纤耦合器性能以及数据采集装置的影响。特别指出,实验用光延迟线的分辨率对实验灵敏度的影响最为关键,而系统的复用能力也与光延迟线的扫描范围有关。通过提高光延迟线的分辨率和扫描范围,可以得到更高的温度灵敏度和应力灵敏度,增强系统的复用能力。同时,更稳定的光延迟线的扫描性能可以在多路复用的情况下,不增加解调所有传感器所需要的时间。实验证明,基于低相干原理的光纤传感复用系统成本较低,传感灵敏度较高,能够满足商业化生产的需求。