在现行的铁路运行系统中，铁路道岔的搬动是靠转辙机来完成的，而道岔是否搬到位又是借助于一种被称为缺口检测的机械传动装置来实现的，由于这种机械传动装置只能检测开关量而不能检测具体位移量、有误报警却不能立刻识别等缺点，给行车安全带来极大的隐患。为了解决这一问题本项目设计研制了一种新型的光纤位移传感器系统。与传统传感器相比，光纤传感器具有灵敏度高、频带宽，测量动态

主要功能及应用领域： 基于光纤传感的分布式振动、应变、温度测量技术实现大范围的安全监测，用于长距离大范围的周界安防、油气管道安全监测、长途线缆、埋地或海底通信光缆安全监测，大型机械装备和大坝、桥梁、隧道等土木结构安全监测。 特色及先进性： 光纤传感器技术相对于电类传感器、红外探测、视频监控等常见安防技术手段，优势明显：无需供电；探测距离长，可精确定位；抗干扰能力强，不受雷、电、磁、雨、雪、光线等自然条件和环境影响，全天候监测，适用于有强电磁干扰和环境条件恶劣场合；体积小、结构简单，安装隐蔽；复用性强，既是传输又是传感；灵敏度高；易于实现全方位传感网络，即多区域、多形态(线形、面形、空间区域形)的安全探测；大范围组网容易且系统维护成本较低。因此，作为智能材料、智能结构技术发展的关键，全光纤周界安防技术是未来智能环境感知与周界探测预警的主要发展方向。 技术指标： 监测距离>50km，定位精度：±50m，探测率：>95%，误报率：<3%；事件识别率：>85%。 预期效果： 本技术成果已成功应用于新疆220公里国境线边防管控、上海长距离信息管线安全监测、汕头海底通信光缆安全监测等重大国防和重要民生安全项目，并广泛应用于四川、江苏、新疆、上海等地重要机构安防（军事基地、保密机构、厂区、水电站、变电站、通信基站）、架空电缆安全监测、智能轨道安全监测、机械设备及土木结构安全监测等重要工程领域。 资质认证： 该项目成果已申请发明专利44项（含美国发明专利1项），获授权发明专利19项，登记软件著作权12项。研制的新型光纤围栏系统通过国家和军队相关部门认证和测试：通过了国家安全防范报警系统产品质量监督检验中心（上海）公安部安全防范报警系统产品质量监督检验测试中心的委托检验，中国人民解放军军用安全技术防范产品安全认证中心的军用安全技术防范产品安全认证，以及中国测试技术研究院的系统测试和江苏省软件测试中心的软件测试等。

基于光纤传感的分布式振动、应变、温度测量技术实现大范围的安全监测，用于长距离大范围的周界安防、油气管道安全监测、长途线缆、埋地或海底通信光缆安全监测，大型机械装备和大坝、桥梁、隧道等土木结构安全监测。

光纤传感技术工程研究中心于 2002 年由山东大学与美国 STEVENS 理工学 院联合成立。成立以来一直得到了学校重点发展学科建设资金的支持。目前拥 有教授、博士生导师 8 人、副教授及其他拥有博士学位的年轻教师 6 人、博士 研究生 8 人、硕士研究生 20 人，具备雄厚的科研实力和工作基础。开发的产品 主要应用与煤矿电力及大型土木建筑，主要产品： 光纤光栅温度传感器、光纤光栅应力传感器、光纤光栅振动传感器 （矿用）光纤瓦斯传感器，光纤一氧化碳传感器 分布式光纤温度传感器、分布式光纤应力传感器 光纤光栅传感解调系统 光纤传感网络解调仪

可以设计并优化光纤激光器和放大器、光波导激光器、光纤耦合器、多芯光纤、螺旋芯光纤、锥形光纤；也可以模拟超短脉冲在不同光纤设备中的传输，例如在光纤放大器系统、锁模光纤激光器和通讯系统中的传输。 能够跟踪和优化光纤放大器和光纤激光器，让它们适合各种应用。帮助评估和排除光纤激光器和放大器中各种不利的影响；能够对有源光纤器件性能进行预测；能寻找最佳光纤长度、掺杂浓度、折射率分布等；能够计算掺杂浓度与光线的关系，准确模拟双包层光纤，还可以模拟时域动态变化，可以理解和优化的细节如功率效率和噪声系数。 RP Fiber Power可用于分析和优化各种器件： 单模和多模光纤 计算模式特性；计算光纤耦合系数；模拟光纤弯曲、非线性自聚焦效应对光束传输和高阶光孤子传输的影响。 光纤耦合器、双包层光纤、多芯光纤、平面波导 模拟双包层光纤的泵浦吸收,光纤耦合器的光束传输, 光在锥形光纤的传输, 分析弯曲的影响, 放大器中的交叉饱和影响, 泄漏模式等。 光纤放大器 研究单级和多级放大器中的增益饱和特性(连续或脉冲放大器), 铒镱共掺光纤放大器能量转移过程、猝灭效应、自发辐射放大等。 光纤通信系统 分析色散与非线性信号失真，放大器噪声的影响，优化放大器非线性效应和放置位置。 光纤激光器 分析并优化能量转换效率、波长调谐范围、动态调Q。 超快光纤激光器和放大器 研究脉冲的形成机制和稳定范围，非线性效应和色散的影响，抛物脉冲放大，优化色散脉冲压缩，灵敏度反馈，超连续谱的产生。 脉冲和超快速固体激光器和放大器 研究Q开关，模式锁定行为，找到可饱和吸收器所需的特性，分析反馈灵敏度，啁啾脉冲放大研究再生放大稳定性极限。 这款软件是致力于光纤器件学科研究或工业开发人士的必备工具。这款软件及其技术支持将为您的工作效率和工作能力提供极大的便利。同时，这款软件也是一款相当出色的教学工具。 目前已使用该软件的高校：耶拿大学、英国南普顿大学、北京工业大学、中国科学技术大学、上海技术应用学院、华中科技大学、西北大学、复旦大学、深圳大学、国防科技大学、长春理工大学、南京理工大学等。 目前已使用该软件的单位：费朗霍夫研究所、苏州纳米所、兵器装备部、三江航天、上海光机所、绵阳九院、中科院软件所、中科院光电所商业单位、北京敏视达雷达有限公司等。   ※ 光纤数据： 软件中带有各种稀土掺杂光纤数据，即时可以仿真各种光纤激光器和放大器。   ※ 各种公开数据： “Yb-germanosilicate” “ErYb-phosphate” “Er-fluorozirconate F88” “Er-silicate L22”  “Er-fluorophosphate L11”  

光纤光栅传感器具有响应快、可分布式测量、并行传输容量大、抗电磁干扰等特点，适用于应变、温度、应力等多种参量的测量，在隧道、桥梁、大坝发电 站、变电站、储油基地、各类仓库、化工厂高层建筑、航天工业等领域都有着重 要的应用。传统的光纤光栅由光敏光纤制备，其折射率调制是由于色心的产生形 成的。在 400°C以上这种光栅结构就被擦除，无法应用在高温环境下。

光纤光栅压力传感器通过承压端头将压力传递到敏感元件光纤光栅， 检测光纤光栅的反射光信号波长的移动来获得压力值。传感器内部压力 敏感元件和传输线路全部为单模光纤，不带电，不受电磁干扰和射线的 影响，可以长期稳定工作于强电磁干扰及易燃易爆危险环境。光纤光栅压 力传感器釆用单端双出纤方式，内置有测温光纤光栅，可同时进行温度监 测和温度漂移补偿，并且在0. 5MPa~4MPa之间具有多种量程规格可供选 择，能够广泛应用于各种油气罐、油气井压力、水位的实时监

陶瓷具有强度高、硬度高、密度低及优良的耐磨损及耐腐蚀、抗氧化等优点。是一种在航空、航天、军工、核能、汽车及刀具等领域很有发展前途的轻质结构材料。在工程上采用连接技术制造陶瓷与金属的复合构件既能发挥陶瓷与金属各自的优良性能，又能降低生产成本。为满足高性能武器装备发展的迫切需要，进行了SiC、Al2O3等陶瓷和金属扩散连接及钎焊技术研究。 对SiC陶瓷和金属Cr、V、Ta、Ti、Nb、Ti-Co合金、Ti-Fe合金、Ni-Cr合金及不锈钢的界面

南开大学在“863”计划项目、市科技攻关项目和国家自然科学基金支持下，光纤光栅传感技术与应用课题组取得诸多创新性研究成果。如成功构建了可编程、微位移光纤光栅写入设备，并成功研制出高性能国产化光纤光栅；以光纤光栅作为传感基本元件，利用其波长编码与温敏力敏等优良特性，采用独特的材料和工艺进行封装，创新性地设计并开发出多种光纤光栅传感技术以及系列器件；研制和开发具有多参数、多功能、分布式的全光纤光子传感网络系统；同时，构建多光纤光栅线阵、面阵及体阵等多种拓扑结构，将光纤光栅传感器网络布设于高层建筑用于对

本成果来自省部级科技计划项目