광섬유를 전파하는 광파의 성상변화를 관측하는 것
대표적인 예로 광섬유 자이로가 있다. [그림 2]에 보이는 바와 같이 코일상의 광섬유에 1개의 광원으로부터 분기된 2개의 광파를 좌우 양 방향으로 각각 입사시키면 코일의 회전에 비례하여 광파 간에 위상차가 생긴다. 사냑효과(Sagnac effect)라고 불리는 이 현상을 이용하여 광섬유 자이로를 구성할 수 있다.

이 밖에 광섬유 내 빛의 전파방향으로 자기장(磁界)을 걸면 패러데이 효과에 의해 전파광의 편파(偏波, polarized wave)가 회전한다.

광섬유를 광간섭계의 광로로 이용하는 것
광도파로(光導波路, optical waveguide)로서의 광섬유는 유연하게 굴절이 가능하기 때문에 이를 광간섭계의 광로(光路)로 이용하면 측정대상물에 자유로이 접근하여 계측할 수 있다. [그림 3]의 OCT(광 간섭성 단층촬영기술, optical coherence tomography)에서는 생체조직의 상태를 깊이방향으로 관측하는 작업이 실시되고 있다.


광섬유 센서에서의 특수 광섬유 및섬유형 광부품의 활용
(1) 앞서 설명한 광섬유 자이로와 같이 빛의 간섭을 이용한 계측에서는 광섬유 내의 편파(偏波)를 유지한 측정이 실시되는 경우가 많다. 자주 이용되는 편파 유지 파이버로 PANDA 파이버가 있다.([그림 4] 참조)
(2) 패러데이 효과를 이용하는 자계 센서에서는 베르데 상수가 큰 납유리 파이버가 사용된다.
(3) 광섬유 격자(Fiber Grating)는 광섬유에 강한 자외선을 가하고 광굴절 효과(photorefractive effect)에 의해 길이 방향으로 주기적인 굴절률 변화를 줌으로써 형성된다. [그림 5]에 보이는 바와 같이 광섬유 격자에 교란을 주면 반사특성 및 투과특성 등이 변화하므로 센서로서 이용 가능하다.
(4) 광섬유는 유전체 도파로(誘電體導波路, dielectric waveguide)이기 때문에 코어뿐만 아니라, 클래드 안에서 빛 에너지가 새어 나오고 있다. 클래드 두께가 얇은 광섬유를 제작하여 가스 및 액체와 접촉시키면 빛의 전파상태가 변화한다. 이를 통해 물리적, 화학적 계측이 가능하다.
(5) 기타 센서에서는 광섬유 끝에 온도, 압력, 화학물질 등에 민감한 미세구조를 형성함으로써 포인트 계측형(point measuring)의 광섬유 센서로 동작시키고 있다.