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2024北京光博会看点 | 开启光纤传感技术新时代

 

光迅科技在OFC 2023期间发布了分布式光纤传感领域的最新研究成果，将φOTDR单端传感距离提升至208km；深圳大学新成果解决分布式光纤传感领域“卡脖子”问题；新型光纤传感网络已"铺到"武汉地铁、鄂州机场高速…得益于光纤传感器极高的灵敏度和精度、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、能与数字通信系统兼容等优点，已成为了近年势头正猛的“科技新贵”，被广泛应用于电网系统、道路监控、轨道交通、食品安全等领域。据调查，2022年，中国光纤传感器行业市场规模达到84.1亿元人民币，同比增长15.4%。预计到2028年，全球光纤传感器市场规模将达到144.77亿元人民币。

紧贴时代发展趋势，由中国光学工程学会（CSOE）、国际光学工程学会（SPIE）、美国工程院、德国工程院、俄罗斯工程院、瑞典皇家工程院等多家知名机构组织的第五届世界光子大会将于2024年7月24-26日在北京国家会议中心盛大召开，包括“第13届国际应用光学与光子学技术交流大会（AOPC 2024）”和“第十五届中国光电子产业博览会”等活动。

 

 

 

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光纤传感技术-洞察微观世界的窗口

 

随着科技的飞速发展，光纤传感器技术以其卓越的性能和广泛的应用前景，成为现代传感领域的一颗璀璨明星。光纤传感器利用光的传输特性，通过光波在光纤中的传播，实现对环境参数的高灵敏度检测。这种技术不仅具有抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀等优点，而且能够实现长距离、高速度的数据传输，极大地提高了监测系统的可靠性和效率。

 

近年来，光纤传感器技术在多个领域取得了显著进展。在智能电网领域，光纤传感技术的应用使得电网的监控更加智能化和自动化，提高了电网的运行效率和安全性。在环境监测方面，光纤传感器能够精确检测水质、大气成分等环境参数，为环境保护提供了有力的技术支持。此外，物联网俨然已经成为光纤传感器国产化的重要推手。物联网的发展必须要借助大量传感器获得各种环境参数，从而为物联网提供更可靠的数据信息，再经过系统的处理，得到人们需要的结果。可见，光纤技术在物联网中有很广阔的应用前景。

 

正是敏锐捕捉到光纤传感器技术在上述领域日益紧密的行业风向，第五届世界光子大会致力于全面拓展光纤传感器科技应用领域终端，聚焦智能电网、矿山安全、轨道交通、海洋与环境、地质与水利等各个应用行业，展现国内巨头企业相应的创新综合解决方案。

 

市场巨头的较量：中国光纤传感器市场的竞争格局

 

中国已成为全球光纤传感器消费最大国，这一地位的确立得益于国内光纤传感器技术的迅速发展和广泛应用。国内多家企业坚持自主创新，推动了光纤传感器技术的进步，并在电力电网、输油管道、城市地下综合管廊、轨道交通、隧道、大楼整体建筑等领域实现了产业化应用，也悄悄带动了市场格局的变化。

 

光纤传感器市场集中度较高，主要由几家龙头企业占据较大市场份额。例如，基恩士在2023年的市场份额最大，达到33.5%。其他重要的中国企业包括华测检测、中航沈飞、泰科电子等。这些企业在高端领域差距逐步缩小，国产替代进程加快。

 

光纤传感器行业的上游主要包括原材料供应环节，如半导体材料、陶瓷材料等。下游应用领域广泛，涵盖电力、物联网、航空航天等多个行业。

 

中国光纤传感器市场呈现出多元化竞争格局。国内外企业纷纷加大投入，推动光纤传感器技术的研发和应用，市场竞争日趋激烈。在这一环境下，企业间的合作与共赢成为了行业发展的重要趋势。企业需要通过加强交流与合作，共享资源和技术，共同推动光纤传感器行业的进步与发展。

 

光纤传感器的智能演进：从精度到智能的跨越

 

在光纤传感技术的探索之路上，一系列创新性突破正逐步揭开微观世界的神秘面纱。最新发展的光纤传感器不仅在灵敏度和精度上实现了质的飞跃，更在智能化、集成化方面迈出了坚实的步伐。特别是在2022年至2024年间，有多项关键技术得到了突破。这些技术突破涵盖了光纤传感器的多个方面，包括传感器的材料、结构设计、制造工艺、以及应用领域。这些技术进步极大地拓宽了光纤传感器的应用范围，使其在智能电网、环境监测、医疗诊断以及工业自动化等多个领域展现出前所未有的潜力。

 

1. 材料与结构创新

光纤微流体传感器：电子与信息工程学院石嘉副教授团队开发了内腔倏逝场吸收光纤微流体传感器和反谐振太赫兹光纤微流传感芯片，这两种传感器能够在不同的光波段实现细胞浓度和循环肿瘤细胞的快速无伤测量，为生物痕量指纹检测平台的设计提供了新思路。

 

2. 制造工艺改进

MEMS光纤传感器芯片量产线：上海拜安半导体有限公司建立了国内首条具备量产能力的MEMS光纤传感器芯片生产线，年产能达到1-1.5万片晶圆，未来产能有望达到3万片/年。

 

3. 应用领域扩展

光纤传感技术在医疗监测中的应用：光纤传感器在医疗监测领域展现了巨大的潜力，尤其是在细胞浓度和无伤测量方面。

光纤传感技术在智慧城市建设中的应用：光纤传感器技术也被应用于智慧城市的建设中，如光纤振动传感技术在城市基础设施监测中的应用。

 

4. 技术性能提升

长距离光纤传感技术：太原理工大学物理学院张明江教授团队开发的新型拉曼分布式光纤温度传感技术，能在千米级的传感距离上实现厘米级的空间分辨率，这是世界最先进水平的十倍以上。

 

特别值得一提的是，新型光纤传感器在材料科学上的革新，如采用特殊涂层或纳米技术，极大地增强了传感器对微小变化的响应能力。同时，通过算法优化和数据处理技术的提升，光纤传感器能够更快速、更准确地提供监测数据，为决策者提供强有力的数据支持。

 

光纤传感科技盛宴：行业翘楚荟萃

 

第五届世界光子大会的钟声即将敲响，一场科技与智慧的盛宴正蓄势待发。本届大会特设2024中国（北京）高精度光纤传感技术及应用大会，这不仅是对光纤传感技术前沿的一次深度挖掘，更是对行业发展趋势的一次全面审视。大会汇聚了来自全球的顶尖学者和创新企业家，将分享最新的研究成果，探讨技术难题，预测未来趋势，共同推动光纤传感技术的创新与发展。

 

与此同时，第十五届光电子产业博览会也将同期举行，这里将成为光纤传感领域企业展示自身实力的舞台。各家企业将带来他们的"黑科技"，这些成果不仅展示了光纤传感器技术的最前沿，也预示着行业未来的发展方向。从高精度的测量设备到智能化的监测系统，从微型化的传感器到集成化的解决方案，这些"黑科技"无疑将成为大会的亮点，吸引众多参观者的目光。

 

大会还将举办一系列配套活动，包括技术研讨会、产业对接会、创新成果展示等，为与会者提供一个全方位的交流平台。通过这些活动，参与者不仅能够获得最新的行业信息，还能够寻找到合作机会，实现资源共享，扩大自身朋友圈。

 

写在最后

 

中国光纤传感器行业正处于一个快速发展的黄金时期，无论是从技术革新还是市场应用的角度来看，都显示出巨大的潜力和机遇。随着国家政策的支持和市场需求的扩大，光纤传感器行业有望在未来几年内保持高速增长，成为推动社会进步的关键技术之一。第五届世界光子大会将是一场充满智慧火花、创新思维和前沿科技的盛会。不仅推动光纤传感技术的未来发展，也将为所有参与者带来无限的启发和机遇。让我们共同期待这场科技盛宴的到来，见证光纤传感技术如何开启智能世界的大门。