光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，简称FBG）是一种广泛应用于传感领域的光学元件，它能够在不同的物理参数（如应变、温度）变化时改变反射谱中心波长。FBG传感器因其小尺寸、几何灵活性和分布式传感的可能性而具有显著的优势。本文研究了在局部压力作用下光纤布拉格光栅偏振特性的光谱响应，即研究了局部压缩对FBG偏振特性的影响。
在FBG传感技术中，由于横向负载（transverse load）的存在，将引起应力诱导的双折射效应，这种效应会导致FBG的Bragg条件被破坏，甚至产生两个不同的Bragg波长。这种由应力诱导的双折射在FBG的振幅光谱响应中难以察觉，因为其变化较为缓慢。而偏振特性，特别是斯托克斯参数（Stokes parameters）的演变则包含了横向负载的信息，这对于分布式径向负载传感器具有潜在的应用价值。
文章通过数值模拟的方法，使用改进的传输矩阵法来计算FBG的斯托克斯响应和偏振态（State of Polarization，简称SOP）。研究团队特别调查了斯托克斯参数（s1）随入射角度、负载大小、负载位置和负载长度的变化情况。理论分析和数值模拟表明，偏振依赖参数的演变包含了横向负载信息，这表明FBG在传感应用方面有很大的潜力。
文章还提到，FBG传感器可以满足许多物理参数的感应需求，如应变或温度的感应，这会引起FBG光栅的有效折射率或光栅周期的变化，从而导致反射光谱中心波长的改变。FBG传感器之所以受到重视，是因为它具有诸多优点，例如尺寸小、几何灵活性强和分布式传感的可能性等。
本文深入探讨了局部压力对FBG偏振特性的影响，通过数值模拟和理论分析，揭示了偏振特性变化中隐藏的负载信息，这些信息对于分布式负载传感具有实际的应用意义。这不仅丰富了FBG传感器的理论基础，还为其在更广泛领域的应用提供了新的思路和可能。由于FBG传感器具有上述优点，使其在结构健康监测、管道和桥梁的实时安全评估等方面具备了广泛应用前景。
