光纤传感器的基本工作原理是利用光在光纤中传播时，其某些物理特性（如强度、相位、波长、偏振态等）会随着外界被测环境（如温度、压力、应变、位移、振动、化学成分等）的变化而发生改变的特性，通过检测和分析这些光信号的变化来感知和测量外界参量。

其核心过程可以概括为以下步骤：

1. 光源发射：特定波长的光（通常来自激光器或LED）被耦合进光纤。
2. 光在光纤中传播：
   • 光在纤芯内依靠全反射原理向前传播。
   • 光信号进入传感区域。这个区域可能是光纤本身的某一部分（传感臂），也可能是与光纤相互作用的外部器件（如光纤光栅、法布里-珀罗腔、倏逝场探头等）。
   • 当被测量（目标物理量或化学量）作用于传感区域时，会引起光纤或该区域的物理变化（例如：形变导致光纤长度或折射率改变，温度变化导致折射率或光栅周期改变，压力引起微弯曲，化学成分改变导致折射率或透射/吸收光谱变化等）。
   • 这些物理变化会调制在光纤中传输的光信号的一个或多个特性：
     • 强度调制：光强被衰减或增强（例如微弯损耗、吸收）。
     • 相位调制：光波的相位被改变（干涉现象的基础）。
     • 波长调制：光波的波长（或光谱分布）被改变（例如光纤光栅）。
     • 偏振态调制：光波的偏振方向或椭圆度被改变。
     • 传播时间/频率调制：光在光纤中的传播时间或频率发生变化（例如分布式传感）。
3. 信号探测与处理：
   • 携带了被测量信息的光信号从光纤中输出，进入光探测器（如光电二极管），将光信号转换成电信号。
   • 电信号被信号处理电路（解调器、放大器、滤波器、计算机等）接收和处理。
   • 处理系统根据预先标定的关系（即传感器特性与被测量之间的映射关系）解调出光信号特性（强度、相位差、波长、偏振态等）的具体变化量。
4. 参数反演：通过解调出的光学参数变化量，计算出外界被测量的大小和状态。

关键优势：

• 本质安全：光纤是电绝缘体，无电火花风险，适用于易燃易爆环境。
• 抗电磁干扰：光信号不受电磁场干扰。
• 耐腐蚀：石英玻璃光纤对很多恶劣化学环境有抵抗力。
• 体积小、重量轻。
• 可实现长距离传感和分布式传感：几十公里甚至上百公里距离的传感。
• 高灵敏度和精度（尤其相位调制型）。
• 复用能力强：可以在一条光纤上集成多个传感器点。
• 宽带传输。

总而言之，光纤传感器是一种将被测量的信息加载到光信号上，通过对传输后的光信号进行精确测量和解调，从而获得被测参数信息的光学传感技术。其核心在于利用光纤作为传输媒介和敏感元件，以及外界参数对光波的调制效应。