光纖溫度傳感器可分為元件型和傳輸型兩類，前者用光纖作敏感元件，后者用光纖作傳輸線。
元件型光纖溫度傳感器的工作原理如下圖所示。
元件型光纖溫度傳感器
上圖中， 圖（a）是利用光振幅隨溫度變化的傳感器，光纖的纖芯徑和折射率隨溫度變化，從而使光纖中傳播的光由于路線不均而向外散射，導(dǎo)致光振幅變化。圖（b）是利用光極化面旋轉(zhuǎn)的傳感器，單模光纖的極化面隨溫度變化而旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)通過(guò)檢偏器即得到振幅變化。圖（c）是利用光相位變化的傳感器，單模光纖的長(zhǎng)度、折射率和纖芯徑隨溫度變化，從而使光纖中傳播的光產(chǎn)生相位變化，該相位變化通過(guò)干涉儀即得到振幅變化。
檢測(cè)相位變化的基本系統(tǒng)是馬赫?澤德干涉儀（如下圖所示）。
在儀器中，來(lái)自信號(hào)光纖的光與一穩(wěn)定的參考光束混合，由于信號(hào)光纖受被測(cè)參數(shù)的影響，其傳播的光信號(hào)相位發(fā)生變化，因此兩光柱產(chǎn)生干涉。原理上，用一適當(dāng)?shù)南辔粰z測(cè)器可以檢測(cè)小的變化，用條紋計(jì)數(shù)器可以檢測(cè)大的變化。參考光束按應(yīng)用狀態(tài)不同可以經(jīng)過(guò)或不經(jīng)過(guò)頻移，光的頻移通常用布勒格盒完成。干涉儀的布局要求十分嚴(yán)格，一個(gè)主要難點(diǎn)是，光的偏振面經(jīng)過(guò)光纖后散射。這樣，有時(shí)會(huì)因參考光束和信號(hào)光束正交偏振而觀察不到干涉條紋。光纖測(cè)溫計(jì)是一種極靈敏的儀器，若參考光路平穩(wěn)，則可測(cè)出幾分之一攝氏溫度的變化。
上述元件型光纖溫度傳感器各有優(yōu)缺點(diǎn)，但在實(shí)用方面領(lǐng)先的是下述傳輸型光纖溫度傳感器。
傳輸型光纖溫度傳感器工作原理如下圖所示。
傳輸型光纖溫度傳感器
上圖中，圖（a）是將熱敏元件、LED和光纖組合成的光纖溫度傳感器，圖是將溫度轉(zhuǎn)換成光透射率和反射率的敏感元件裝在光纖端面構(gòu)成光纖溫度傳感器。
下圖示出在光纖端面上安裝液晶片的光纖溫度傳感器，它是在液晶片中按比例混入三種液晶，在10?45°C時(shí)，顏色從綠色變?yōu)樯罴t色，光的反射率隨之變化。通常，傳輸型傳感器在光纖中能得到許多光通量，故用多模光纖。下圖中用三條多模光纖，其精度約為0.1°C。
圖 液晶光纖溫度傳感器
在各類溫度傳感器中，光纖溫度傳感器的前景如何，至今還不明確，但其在醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)和工業(yè)自動(dòng)控制等領(lǐng)域中卻有著廣闊的應(yīng)用前景。
目前，已實(shí)用的光纖溫度傳感器主要有輻射（紅外）型光纖溫度傳感器和半導(dǎo)體吸光型光纖溫度傳感器兩種。
輻射（紅外）型光纖溫度傳感器
輻射型光纖溫度傳感器由光耦合器、傳輸光纖和光電轉(zhuǎn)換器組成，如下圖所示。
輻射型光纖溫度傳感器原理結(jié)構(gòu)
