編者語：汶川8.0級大地震造成的巨大人員傷亡及財產損失，讓地震預測重新成為科學界乃至整個社會關注的熱點。 長期從事光纖傳感器研究的電子科技大學通訊學院院長饒雲江教授說， 光纖傳感器是目前最好的地震監測手段。

   汶川8.0級大地震造成的巨大人員傷亡及財產損失
，讓地震預測重新成為科學界乃至整個社會關注的熱點。 
 
   在5月19日緊急召開的“四川汶川特大地震發生機理及後續災情科學分析”的香山科學會議上，許多學者都提出對地震進行“群測群防”的工作；同時應使用多學科綜合前期預警整體思維預測地震的方法，比如使用次聲波、地應力、地電脈衝、大地微動等預測地震，提高地震的預測水平。 
 
   “由於具有長距離遙測、耐惡劣環境（可耐500℃以上高溫）、靈敏度高
、易yi於yu聯lian網wang等deng突tu出chu優you點dian。光guang纖xian傳chuan感gan器qi可ke能neng是shi目mu前qian最zui好hao的de地di震zhen監jian測ce手shou段duan，一yi旦dan在zai地di震zhen帶dai附fu近jin建jian立li起qi永yong久jiu的de可ke以yi監jian測ce地di震zhen的de光guang纖xian傳chuan感gan器qi網wang絡luo，就jiu可ke以yi及ji時shi地di監jian測ce地di下xia的de異yi常chang情qing況kuang，對dui可ke能neng發fa生sheng的de地di震zhen發fa出chu預yu警jing，最zui大da可ke能neng地di避bi免mian人ren員yuan傷shang亡wang和he財cai產chan損sun失shi。”長期從事光纖傳感器研究的電子科技大學通訊學院院長饒雲江教授說。 
 
   蓬勃發展的光纖傳感器研究 
 
   現代信息技術是由信息的采集

、傳輸和處理技術組成
，因此傳感器、通(tong)信(xin)和(he)計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)成(cheng)為(wei)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)的(de)三(san)大(da)支(zhi)柱(zhu)。光(guang)導(dao)纖(xian)維(wei)的(de)發(fa)明(ming)問(wen)世(shi)
，是(shi)世(shi)界(jie)科(ke)技(ji)史(shi)上(shang)的(de)一(yi)項(xiang)重(zhong)大(da)成(cheng)果(guo)，在(zai)信(xin)息(xi)領(ling)域(yu)引(yin)起(qi)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)現(xian)代(dai)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)革(ge)命(ming)，其(qi)最(zui)大(da)的(de)成(cheng)功(gong)應(ying)用(yong)之(zhi)一(yi)就(jiu)是(shi)光(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)和(he)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)。 
 
   近年來，傳感器朝著微型化、數字化
、智能化
、網絡化的方向發展，在這一過程中，光纖傳感器這個傳感器家族的新成員備受青睞。光纖傳感器具有抗電磁幹擾和原子輻射、重量輕、體積小、絕緣、耐高溫、耐腐蝕等眾多優異的性能，能夠對應變、壓力、溫度、振動

、聲場、折射率、加速度
、電壓
、氣體等各種參數進行精確測量
，能夠適應極端惡劣的環境。同時，由於光纖傳輸損耗低、頻帶寬
，使得光纖傳感器在組網和傳輸距離方麵
，與傳統的傳感器相比具有無可比擬的優勢。 
 
   饒雲江說，光纖傳感器可埋入溫度高達250℃以上的地層深處
，因此可測量距離達數百公裏。可用於檢測地震波、地質板塊內部應力、溫度、位移和傾斜
、地下流體壓力
、地下磁場等地下物理量的動態變化。 
 
   正是由於光纖傳感器具有許多獨特優勢
，可以解決許多傳統傳感器無法解決的測量問題，故自從它問世以來，就被廣泛地用於醫療
、交通、電力
、機械、石油化工、航空航天、地質和岩土工程等各個領域。 
 
   應用於地震監測已具技術基礎 
 
   在國家傑出青年科學基金、國guo家jia自zi然ran科ke學xue重zhong點dian基ji金jin和he國guo家jia自zi然ran科ke學xue基ji金jin麵mian上shang項xiang目mu的de支zhi持chi下xia，饒rao雲yun江jiang帶dai領ling他ta的de課ke題ti組zu在zai光guang纖xian傳chuan感gan器qi領ling域yu進jin行xing了le廣guang泛fan而er深shen入ru的de研yan究jiu
，解jie決jue了le諸zhu多duo重zhong點dian和he難nan點dian問wen題ti
，他ta們men的de研yan究jiu成cheng果guo為wei把ba光guang纖xian傳chuan感gan器qi應ying用yong於yu地di震zhen監jian測ce領ling域yu打da下xia了le堅jian實shi的de基ji礎chu。 
 
   juraoyunjiangjieshao，zaiguangxianduocanshuchuangandeyanjiufangmian，suizhekexuejishudefazhan
，zaixuduozhongyaochanghezhong，xuyaotongshicelianglianggehuolianggeyishangcanshudebianhua。liru，zhinengcailiaoyujiegoujiankangjiancezhongdeyingbian
、振動與溫度同時測量
，地震中地質板塊內部應力
、溫度
、位移和傾斜以及振動、地下流體壓力
、地下磁場等地下物理量；石油
、天然氣開采中的壓力、溫度與流量同時測量等。因而應用複合光纖傳感器實現多參數的同時，測量技術不僅是光纖傳感領域也是傳感器大領域中一個十分重要、具有挑戰性的科學研究課題。 
 
   為了解決這個問題，饒雲江課題組首次在國際上提出了係列光纖多參數傳感方法，應用集成式傳感器實現多種參數同時測量的新方法。 
 
   此外，還將集成式光纖傳感器應用於國防和大型橋梁的健康監測之中。目前
，該類傳感器已成功應用於重慶市5座大橋的安全實時監測
，該類光纖傳感在土木工程結構中應用所取得的經驗對於開展地震監測是非常有幫助的。 
 
   卓(zhuo)越(yue)的(de)組(zu)網(wang)能(neng)力(li)是(shi)新(xin)一(yi)代(dai)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)特(te)征(zheng)之(zhi)一(yi)，針(zhen)對(dui)這(zhe)個(ge)挑(tiao)戰(zhan)
，饒(rao)雲(yun)江(jiang)課(ke)題(ti)組(zu)在(zai)國(guo)際(ji)上(shang)首(shou)次(ci)提(ti)出(chu)基(ji)於(yu)複(fu)用(yong)方(fang)法(fa)的(de)大(da)容(rong)量(liang)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)
，通(tong)過(guo)將(jiang)傳(chuan)統(tong)的(de)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)改(gai)造(zao)為(wei)腔(qiang)長(chang)可(ke)達(da)數(shu)毫(hao)米(mi)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)，再(zai)結(jie)合(he)某(mou)些(xie)科(ke)學(xue)方(fang)法(fa)，建(jian)立(li)具(ju)有(you)複(fu)用(yong)1000個(ge)以(yi)上(shang)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)能(neng)力(li)的(de)網(wang)絡(luo)
，從(cong)而(er)在(zai)國(guo)際(ji)上(shang)率(lv)先(xian)解(jie)決(jue)了(le)傳(chuan)統(tong)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)複(fu)用(yong)能(neng)力(li)差(cha)的(de)瓶(ping)頸(jing)
，為(wei)該(gai)類(lei)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)大(da)規(gui)模(mo)應(ying)用(yong)奠(dian)定(ding)了(le)技(ji)術(shu)基(ji)礎(chu)。該(gai)類(lei)傳(chuan)感(gan)器(qi)目(mu)前(qian)正(zheng)應(ying)用(yong)於(yu)輸(shu)油(you)（氣）管道的健康安全監測。 
 
   該課題組還把超長距離光纖傳感變為現實。超遠距離遙測是新一代光纖傳感器的另外一個特征
，如何實現100公裏以上的測量距離是光纖傳感領域的又一個挑戰。麵對這個挑戰，饒雲江課題組又在國際上首次製備了具有250公裏的超長距離測量能力的測量係統，而且該係統已作為光纖圍欄在重要設施安全防護、反恐中得到實際應用，並可望在地震監測中獲得重要應用。 
 
   另ling外wai
，在zai微wei納na光guang纖xian傳chuan感gan技ji術shu研yan究jiu方fang麵mian，饒rao雲yun江jiang課ke題ti組zu也ye取qu得de了le重zhong大da突tu破po。他ta們men解jie決jue了le常chang規gui電dian類lei傳chuan感gan器qi在zai耐nai惡e劣lie環huan境jing能neng力li方fang麵mian存cun在zai的de諸zhu多duo問wen題ti。 
 
   饒雲江課題組許多相關成果已成功用於監測橋梁的應力
、位移
、傾斜及振動，並已產業化

，因此具有很好的基礎。 

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   麵向重大基礎設施的安全健康監測研究 
 
   “國家傑出青年科學基金、guojiazirankexuezhongdianjijinhemianshangxiangmudezhichi
，weiwomenshunlikaizhanyishangjuyouguojixianjinshuipingdeyanjiugongzuotigonglebaozhang。zaizhexiexiangmuzhichixia，tongguoyituoguojia‘211工程’和‘985工程’建jian成cheng的de先xian進jin科ke研yan平ping台tai，我wo們men建jian設she國guo際ji一yi流liu光guang纖xian傳chuan感gan技ji術shu研yan究jiu中zhong心xin的de設she想xiang正zheng在zai一yi步bu步bu變bian成cheng現xian實shi。同tong時shi，也ye使shi我wo國guo在zai光guang纖xian傳chuan感gan領ling域yu的de研yan究jiu水shui平ping實shi現xian了le跨kua越yue式shi提ti升sheng：連續在第十七屆和第十八屆國際光纖傳感大會上作特邀報告並成為國際光纖傳感大會中國大陸唯一的TPC（事務處理性能委員會）成員。” 
 
   饒雲江補充說：“各(ge)種(zhong)基(ji)金(jin)項(xiang)目(mu)對(dui)提(ti)高(gao)我(wo)國(guo)在(zai)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)領(ling)域(yu)的(de)國(guo)際(ji)知(zhi)名(ming)度(du)也(ye)起(qi)到(dao)了(le)很(hen)好(hao)的(de)促(cu)進(jin)作(zuo)用(yong)，比(bi)如(ru)我(wo)們(men)主(zhu)辦(ban)了(le)第(di)一(yi)屆(jie)纖(xian)維(wei)光(guang)學(xue)發(fa)展(zhan)現(xian)狀(zhuang)與(yu)未(wei)來(lai)趨(qu)勢(shi)國(guo)際(ji)研(yan)討(tao)會(hui)、第五屆國際光纖通信與網絡會議和第二屆纖維光學發展現狀與未來趨勢國際研討會
，都取得了很好的學術交流效果。” 
 
   對於現狀，饒雲江並沒有滿足。他指出，我國在光纖傳感器領域還需加強原創性研究，提出更多的新概念
、新原理和新方法，以期進一步提升我國在光纖傳感領域的國際地位；另一方麵就要滿足國民經濟和國家安全的重大需求
，研製出若幹具有自主知識產權的光纖傳感器和係統
，在實際當中獲得應用。 
 
   饒雲江強調：“我們要麵向我國重大基礎設施安全健康監測的重大需求
，以解決地震監測預報以及國家大動脈

、國家能源基礎設施、工業節能減排、hangkonghangtianfeixingqihefadongjidengdeanquanjiancewentiweitupokou
，tongguoxitongshenrudikaizhanxinyidaiguangxianchuanganqiwangluoheguanjianqijiandejichuyanjiugongzuo
，zaijiejuedarongliangguangxianchuanganqidanyuanduolufuyongyuzuwangjichaochangjuliguangxianchuanganwangluodeguanjiankexuewentifangmianheshixianxinyidaiguangxianchuanganqiguanjianqijianfangmianqudezhongyaotupo，weiwoguoshouxianjianlixinyidaiguangxianchuanganqitixihejiejueguangxianchuanganqidaguimoyingyongdezhongdakexuewentidiandingjichu。zhexiemubiaodeshixianyiranlibukaiguojiazirankexuejijindezhichiheyindao。” 
 
   據悉，在汶川大地震發生後，饒雲江在第一時間向基金委提出了“光纖地震多參數傳感技術基礎研究”重(zhong)點(dian)項(xiang)目(mu)的(de)建(jian)議(yi)，他(ta)希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)在(zai)國(guo)家(jia)自(zi)然(ran)科(ke)學(xue)基(ji)金(jin)的(de)資(zi)助(zhu)下(xia)，對(dui)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)應(ying)用(yong)於(yu)地(di)震(zhen)監(jian)測(ce)這(zhe)一(yi)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)現(xian)實(shi)意(yi)義(yi)和(he)曆(li)史(shi)意(yi)義(yi)的(de)科(ke)學(xue)問(wen)題(ti)進(jin)行(xing)深(shen)入(ru)的(de)研(yan)究(jiu)。  （陳晨）