压力测量具有十分重要的意义，尤其是对不稳定的气压测试，比如涡轮发动机内的压力测量。光纤传感器相对于同类电子传感器的优点主要是：体积小、抗电磁干扰和成本低，而这些优点促使了对光纤压力传感器的广泛研究。光纤法珀传感器的基本原理是多光束干涉，自 1897 年法国科学家法布里和珀罗发明多光束干涉仪以来，渐渐发展成如今众多种类的法珀传感器。随着各种微加工技术的发展，出现了各种微型的光纤法珀传感器，其中可用于航空、油田等测压领域的微型光纤压力传感器得到了高度的重视，现也应用于医学检测和生物体测量领域。
光纤法珀压力传感器基本原理
一、光纤法珀压力传感器基本原理
法珀干涉仪是一种典型的多光束干涉仪，当一束与平行板呈角度的光射入，会在平行板中发生多次反射和折射，这些相同频率的光会发生干涉，形成多光束干涉。
光从折射率为n_0的物质中，以角度为θ_1的入射角进入间隔距离为d的平行板中，平板中的折射率为n_1，由此光在板内的折射率为θ_2，在两块平板间经过多次反射和折射，光程差相同的同频光会发生干涉。光程差引起的相位差使投射光强和反射光强遵从干涉强度分布的公式，即艾里公式。测量反射光强可测量d的大小，这就是光纤法珀腔压力传感器的基本原理。
而从结构上来看，法珀干涉仪的结构如下图所示：
上图的结构解释，G_1和G_2是两块相互平行的高反膜，间距依然设为d，反射光强I_R由入射光强I_0、高反膜反射率、相位差、入射光波长和板间物质折射率所决定，同样可以由此得到透射光强。相比与原理，光纤法珀腔传感器的结构更加复杂，受影响的因素更多。
二、光纤法珀传感器的分类
光纤法珀传感器自被发明以来，体积逐渐减小、应用领域逐渐扩大。根据一些细微的差异，可将光纤法珀传感器分为以下几种类别：
线型光纤法珀干涉仪、本征型光纤法珀干涉仪和非本征型光纤法珀干涉仪。
1、线型光纤法珀干涉仪
如上图所示光纤中的一小段用导管代替，中间放入高反膜，但由于这种结构对导管的加工要求比较高，在实际的制作过程中存在一定难度，影响成本的控制，所以反而是接下来的两种结构应用范围更广。
2、本征型光纤法珀传感器
本征型光纤法珀传感器应用广泛，结构也较为简单，常见的型在普通光纤上就可以设计得到。在端面A和C上镀高反射膜，然后与B段光纤进行熔接。本征型光纤法珀传感器设计结构简单，而且纤芯限制了光的传输，因此产生的衍射损耗较少。
3、非本征型光纤法珀传感器
在一个密封导管内形成了长度为d的法珀腔，该该腔由两根端面镀膜的单模光纤组成，导管既实现了腔体的密封又保证了两个端面的同轴平行。
相对于本征型光纤法珀传感器，非本征型由于其结构，有以下特点：
a) 由于法珀腔是由导管封装而成，所以可以根据需求人为的设计和调整腔长d，这样既可以精确控制腔长又能灵活调整腔长。
b) 法珀腔内是折射率为1的空气，介质稳定，且不易受干扰。
c) 如果采用与光纤热膨胀系数相同的材料做导管，可以很好地解决传感器的温度效应，这是普通法珀传感器所实现不了的优势。
三、测压原理
将法珀腔中一个端面制作成薄片，并用此薄片感受压力，当压力作用于薄片时，薄片发生形变，进而改变了法珀腔的腔长，通过解调求出腔长的变化量，根据腔长变化量和压力作用相关原理即可计算出膜片所受压力，达到压力测量的目的，其基本原理如下图所示：
压力传感器相关的参数有灵敏度、重复性、线性度和频响特性等，但出于光纤法珀传感应用经验和实际测量需求，我们最关心的是所设计传感器的灵敏度。一般灵敏度由膜片厚度和有效膜片半径r共同决定。
（声明：本文部分图表参考自CNKI或SPIE数据库论文，期刊卷及DOI编号都已在引用部分标出；本公司可提供光纤法珀传感器及其解调、软件系统，配合各种工程实践研究，价格优惠，性能优异，如有需要，欢迎采购！）
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