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光纤光栅传感技术是以光纤光栅为基本传感器件的光纤传感技术。当光纤光栅周围的温度、应变或其它待测物理量发生变化时，将导致光纤光栅周期或纤芯折射率的变化，从而产生中心波长位移，通过监测波长位移情况，即可获得待测物理量的变化情况。与电传感器相比，光纤光栅传感器具有结构简单、灵敏度高、体积小、重量轻、低损耗、可靠性高、抗腐蚀、抗电磁干扰、实现多点分布式传感等特点，可以检测多种物理量，如温度、应变、压力、位移、压强、扭角、加速度、电流、电压、磁场、频率、浓度、热膨胀系数、振动等，在民用工程结构、航空航天、船舶航运、石油化工、电力工业、核工业、医学等领域得到广泛的应用而备受关注。
在现有技术条件下，光纤光栅传感器的关键技术是光纤光栅的波长解调技术。此技术的核心是信号光波长的微小位移量检测，而中心波长位移的检测精度直接限制了整个系统的检测精度。但目前进行波长检测的有：造价昂贵的光谱分析仪，其解调系统成本高；非平衡Mach—Zehnder干涉仪法，它具有较高的测量灵敏度，但仅适于动态检测，不适于检测静态量；匹配光纤光栅调谐滤波检测法，它虽具有较高分辨率，但系统信噪比低；可调窄带光源检测法，虽然可以得很高的信噪比和较高的系统分辨率，但其光栅复用个数和测量范围很有限，且价格比较高；可调法布里—珀罗滤波器解调法，具有较宽的调谐范围，但重复性差。因此，研究具有高精度、宽测量范围、低成本、重复性好等优点的光纤光栅解调技术，对于突破光纤光栅传感技术的应用瓶颈，有着重大的研究意义。
本文回顾了光纤传感技术的发展和光纤光栅传感技术的优势、研究方法及现状，结合光纤光栅传感理论以及阵列波导光栅(AWG)解调原理，对基于AWG解调的光纤光栅传感技术进行了深入的研究，主要工作如下：
1.研究了基于AWG双通道解调的准分布式光纤光栅传感系统，采用AWG双通道相对强度解调技术对光纤Bragg光栅(FBG)的信号波长进行解调。该系统不受光源功率的波动、连接和耦合损耗的影响，具有结构简单、精度高、响应快、成本低，易于复用和实现多点、分布式传感等优点。在考虑系统稳定性及光纤光栅串扰的影响下，其波长和温度的标准偏差仍优于2pm和0.2℃。这对研究没有输出波导的R—AWG解调技术具有重要的指导意义。
2.首次提出了R—AWG与位敏探测器(PSD)组成的波长解调单元，探测光强的空间分布，实现波长信号的解调。光纤光栅温度传感的数值模拟表明，该系统可实现高达40nm的测量范围及0.3℃测量精度。
3.首次提出了R—AWG与电荷耦合器(CCD)组合的波长解调单元，详细分析其在光纤光栅传感上的应用原理，并利用等面积法的数据处理方法有效地解决了CCD像元宽度对系统分辨率的限制，提高了系统的精度。光纤光栅分布式温度传感的数值模拟表明，系统的温度和波长的标准偏差优于0.06℃和0.6pm，使用窄带宽的FBG或增大相邻FBGs中心波长间隔均能减少FBGs串扰的影响。