弱反射光纤光栅，简称弱栅，是指反射率低于0.1%，甚至0.01%的光栅。相较于传统强反射率光栅，一根光纤上往往只能复用几十个光栅，弱栅在单根光纤上可以复用成千上万个光栅，这进一步增加了单根光纤的复用光栅数量（传感容量），在光纤传感领域具有较大的应用前景，近年来备受关注。本文对弱反射光纤光栅（WFBG）阵列作简单介绍。

1、光纤布拉格光栅（FBG）的概念

FBG基本原理是在光纤特定位置通过紫外光或飞秒激光照射光纤，使具有光敏性的光纤纤芯产生周期性的折射率分布，形成光栅敏感区。它对波长具有选择性，能够使特定波长的光反射，而使其他光透过，相当于一种窄带反射式滤波器。其反射的中心波长信号跟光栅周期和纤芯的有效折射率有关。

将FBG光栅区用作传感区，当其所处外界环境温度或应力变化，外力作用下会导致FBG的栅区长度或纤芯的有效折射率改变，而引起FBG特定中心波长的移动。通过光谱分析仪或波长解调技术对FBG波长变化进行检测，可实现待测物的应变或温度测量。

图1. FBG结构及波长选择性

2、弱反射光纤光栅（WFBG）的概念

弱反射光纤光栅（WFBG）是一种低反射率的FBG，其反射率通常小于0.1%。弱反射光纤光栅阵列是在一根光纤上密集刻写成千上万WFBG，栅距（从中心到中心的间隔）可小到10mm，相邻两光栅的间隔可小到1mm。

图2. 弱反射光纤光栅阵列示意图

图3. OFDR设备测量WFBG阵列

目前成熟的弱反射光纤光栅阵列制备工艺是拉丝塔在线刻栅技术，它是在拉丝塔对光纤预制棒进行拉丝处理后，通过相位掩模板系统刻写WFBG，再利用涂覆装置进行光纤涂覆。相对于传统的FBG，WFBG还具有以下几项优势：

• 沿光纤的长度方向，WFBG可覆盖高达95%的范围；
• 无需剥离涂覆层，光纤的机械强度高；
• 涂层均匀覆盖和无拼接配置光栅阵列，阵列复用能力得到极大增强；
• 同波长弱反射光纤光栅阵列可结合OFDR分布式光纤传感技术，实现高稳定、高分辨、分布式应变温度测量。

弱反射光纤光栅阵列应用价值潜力巨大，后续在光纤传感领域会越来越受重视。