长周期光纤光栅(LPG)的周期一般认为有数百微米，LPG在特定的波长上把纤芯的光耦合进包层：λi=(n0-niclad)·Λ。式中，n0为纤芯的折射率，niclad为i阶轴对称包层模的有效折射率。光在包层中将由于包层／空气界面的损耗而迅速衰减，留下一串损耗带。一个独立的LPG可能在一个很宽的波长范围上有许多的共振，LPG共振的中心波长主要取决于芯和包层的折射率差，由应变、温度或外部折射率变化而产生的任何变化都能在共振中产生大的波长位移，通过检测△λi，就可获得外界物理量变化的信息。LPG在给定波长上的共振带的响应通常有不同的幅度，因而LPG适用于多参数传感器。
光纤光栅传感器的优势
与传统的传感器相比,光纤Bragg光栅传感器具有自己独特的优点:
1、传感头结构简单、体积小、重量轻、外形可变, 适合埋入大型结构中, 可测量结构内部的应力、应变及结构损伤等, 稳定性、重复性好;
2、与光纤之间存在天然的兼容性, 易与光纤连接、低损耗、光谱特性好、可靠性高;
3、具有非传导性, 对被测介质影响小, 又具有抗腐蚀、抗电磁干扰的特点, 适合在恶劣环境中工作;
4、轻巧柔软, 可以在一根光纤中写入多个光栅, 构成传感阵列, 与波分复用和时分复用系统相结合, 实现分布式传感;
5、测量信息是波长编码的, 所以, 光纤光栅传感器不受光源的光强波动、光纤连接及耦合损耗、以及光波偏振态的变化等因素的影响, 有较强的抗干扰能力;
6、高灵敏度、高分辩力。
正是由于具有这么多的优点,近年来,光纤光栅传感器在大型土木工程结构、航空航天等领域的健康监测,以及能源化工等领域得到了广泛的应用。
光纤Bragg光栅传感器无疑是一种优秀的光纤传感器，尤其在测量应力和应变的场合，具有其它一些传感器无法比拟的优点，被认为是智能结构中最有希望集成在材料内部，作为监测材料和结构的载荷，探测其损伤的传感器。
光栅传感器在土木工程结构的应用
由于光栅传感器测量精度高、动态测量范围广、可进行无接触测量、易实现系统的自动化和数字化，因而在机械工业中得到了广泛的应用。
民用工程的结构监测是光纤光栅传感器最活跃的领域。对于桥梁、矿井、隧道、大坝、建筑物等来说，通过测量上述结构的应变分布，可以预知结构局部的载荷及状况，方便进行维护和状况监测。
光纤光栅传感器可以贴在结构的表面或预先埋入结构中，对结构同时进行冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等，还以监视结构的缺陷情况。另外，多个光纤光栅传感器可以串接成一个传感网络，对结构进行准分布式检测，并通过计算机对传感信号进行远程控制。
光纤光栅传感器可以检测的建筑结构之一为桥梁。应用时，一组光纤光栅被粘于桥梁复合筋的表面，或在梁的表面开一个小凹槽，使光栅的裸纤芯部分嵌进凹槽中（便于防护）。
如果需要更加完善的保护，则最好是在建造桥时把光栅埋进复合筋。同时，为了修正温度效应引起的应变，可使用应力和温度分开的传感臂，并在每一个梁上均安装这两个臂。
光栅传感器在我国高铁运行安全技术中的应用
我们平时搭乘列车，有时会觉得震动很大，乘车不舒服，这就是列车车轮出现了扁疤或者多边形。扁疤虽然只有几微米，但因为高铁运行速度快，却会对高铁产生极大震动。而传感器的作用，就是发现列车哪些地方出现了扁疤。
所谓光纤光栅监测系统，其实就是将碳纤维拉成光纤，再刻成光栅以安装在列车和铁轨上的传感器。光栅接收到激光信号后，会有反射波长，根据列车不同位置光栅反射回的波长情况，就可实时监测列车安全。高铁线路复杂多样，放置传感器成为了一个大问题。光纤传感器的高明之处就在于利用铁轨监测列车，即在铁轨的某一小段放置传感器，只要保证传感器铺放长度稍大于一个车轮周长，就能将所有经过这一段的列车车轮全部监测一次。同理，也可利用在车轮上放置传感器监测铁轨。
对于光纤光栅传感器的优势，一方面，传统的传感器使用电信号会受到火车及铁轨产生的电磁信号干扰，而光纤则不存在这个问题；另一方面，中心研发的传感器质量小，可直接安装在高铁上，并不影响列车正常运行。
总的来说，光栅传感器已成为当前光纤传感器的研究热点。随着光纤光栅制造技术的进步和性能的改善以及应用开发研究成果的不断涌现，光纤光栅传感器在传感器领域中已经处于越来越重要的地位。在民用工程结构、航空航天业、船舶航运业、电力工业、石油化工工业、医学、核工业等有非常广泛的应用。许多具有发展潜力和市场前景的可实用化技术研究都在进行当中，这些技术的成熟，将会给国民经济建设带来巨大的推动。
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