Cách tử Bragg quang là một trong những sự phát triển thú vị nhất trong lĩnh vực nghiên cứu các hệ thống cảm biến sợi quang trong những năm gần đây. Các dạng FBG như FBG thông thường, FBG chu kì biến đổi tuyến tính, FBG dịch pha … đều có thể sử dụng trong các hệ thống cảm biến.
Các dạng cảm biến đặc thù ứng dụng cách tử Bragg quang đó là nhiệt độ và sức căng. Điều này có nghĩa là chúng ta có thể dùng FBG để giám sát trạng thái về nhiệt độ hoặc sức căng của môi trường hay giám sát cả hai yếu tố này cùng lúc. Cách tử quang bước sóng kép sử dụng để nhận biết các ảnh hưởng của nhiệt độ và sức căng được tìm ra tại phòng thí nghiệm M. G. Xu et al.
Hơn nữa, FBG cho thấy các đáp ứng bước sóng rất tốt đối với nhiệt độ và sức căng mà chúng ta có thể sử dụng để điều chỉnh một cách chính xác các bước sóng trong các phần tử chuyển đổi tín hiệu cảm biến.
FBG có khả năng phản xạ cao với bước sóng hẹp tại bước sóng Bragg của nó λG, thông thường hiệu suất phản xạ của FBG có thể lớn hơn 75%. Với hiệu suất phản xạ này sẽ có đủ năng lượng cho photodiode thực hiện tách sóng. Đặc điểm riêng này của cảm biến FBG với λG duy nhất giúp cho nó không phụ thuộc nhiều vào cường độ quang trong hệ thống.
Nguyên lý hoạt động và mô hình của các hệ thống cảm biến sử dụng FBG được mô tả trong hình (4. 21). Trong hệ thống này, FBG được đặt dưới các tác động trực tiếp của môi trường cần giám sát, dưới tác động của các yếu tố môi trường như nhiệt độ, áp suất hay sức căng FBG sẽ thay đổi các đặc tính của nó và làm cho λG thay đổi, bộ tách sóng và xử lý khi phát hiện ra sự thay đổi này sẽ điều khiển và phát ra tín hiệu cảnh báo.
Như đã nói ở trên, FBG có thể đáp ứng đối với nhiều yếu tố ảnh hưởng của môi trường nên rất dễ dàng ghép nhiều loại cảm biến vào trong cùng một sợi quang. Khi cần mở rộng các chức năng của hệ thống, chúng ta có thể thêm vào trong hệ thống cảm biến đã có nhiều sensor phục vụ cho các chức năng được mở rộng.
Hình 4. 22 Mô hình hệ thống cảm biến sử dụng FBG và nguyên lý hoạt động
So với các dạng sensor khác, sensor FBG có rất nhiều ưu điểm: kích thước nhỏ gọn, không chịu các tác động của trường điện từ, không dẫn điện, có cảm biến và ghép kênh thụ động (mạng cảm biến). Có rất nhiều ứng dụng đối với dạng thiết bị cảm biến này, ngoài các dạng ở trên nó còn có thể dùng trong giám sát cấu trúc bên trong công trình xây dựng như nhà cửa, cầu cống hay đập nước…