(1)建筑工程。在建筑工程中，可以利用光纤传感器实时监测桥梁、大坝、重要建筑物等的温度、应力、压力、振动、倾角等物理量，以评估其短期及长期的结构安全性能。例如桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中，用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力，从而评估桥梁短期施工阶段和长期营运状态的结构性能。目前，光纤传感技术主要为“点式”。对大型工程来说，点式光纤传感技术感应分布分散，若问题部位不分布在布有传感器的点上，则不敏感甚至不感应，极易造成疏漏。南京大学工程管理学院张旭苹教授提出的“基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术”添补了这项技术在国内的空白。连续分布式光纤传感器及传感器外壳可以将任何一项大型建筑工程与互联网连接起来，通过温度和应力的检测，24小时监测工程的“健康状况”。例如在温度检测方面的应用。常用的温度检测方法很多，如热敏电阻式、热电偶式等，它们都是基于温度变化引起其物理参数(电阻值、电势等)的变化原理实现温度的检测。若在微波能应用、电力机械设备等高温、强腐蚀、强电磁干扰等恶劣环境中实现温度检测，传统的温度检测方法不再适用，而光纤温度传感器解决了这一困难，且温度检测分辨率高、灵敏度高、测温范围宽。线型光纤温度传感系统是一种用于实时测量空间温度场分布的传感系统，可对光纤所敷设部位的温度分布进行不间断的监测，遇异常的温度变化则锁定事故部位并立即报警，特别适用于要在大范围内进行多点温度测量的场合。应用这种新型的在线监测传感技术构建的新型感温探测系统，提高了消防自动报警的可靠性、灵敏度、准确度。
(2)电力系统。在电力系统中，需要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等，由于电类传感器易受强电磁场的干扰，无法在这些场合中使用，只能用光纤传感器。例如电厂的电流电压光纤传感器；用布拉格光栅传感器网络对发电机、转换器进行温度、振动监测；用复合光纤对高压体进行分布式拉曼温度“热点”探测及Brillouin压力监测。
光纤传感器以其特有的抗电磁干扰能力在电力系统中可用于测量电流、电压、温度等参数。基于光时域反射OTDR(OptiealTime-domainReflectometry)的布里渊分布式光纤传感器通过测量背向瑞利散射光得到沿光纤的衰减分布，对光缆衰减特性和断点的测量性能良好，但是由于瑞利散射光基本不受温度和应力等外界条件的影响，所以这种测量方式不能用于检测环境温度和应力对光纤性能的影响，其应用受到了一定的限制。基于布里渊光时域反射(BOTDR，BrillouinOpticalTime-domainReflectometry)的分布式光纤传感系统与在光纤测量中广泛应用的OTDR相似。BOTDR光纤传感系统测量的是光纤的自发布里渊散射信号，其信号强度非常微弱，但可以采用相干检测技术提高系统信噪比。这种方案可单光源、单端工作，系统简单，实现方便，而且可同时监测光纤断点、损耗、温度和应变。目前已经报道了测量距离30km以上、温度分辨率4℃、空间分辨率20m的温度和应变同时测量的系统，该系统在只测量温度时，测量距离可达150km。
(3)石油化工系统。在石油化工系统、矿井、大型电厂等，需要检测氧气、碳氢化合物、CO等气体，采用电类传感器不但达不到要求的精度，更严重的是会引起安全事故。因此，研究和开发高性能的光纤气敏传感器，可以安全有效地实现上述检测。光纤传感器可以克服恶劣的井下环境取代传统的电子传感器，实现油井的持气率、含水率、压力、温度、多相流和声波的测量。目前在石油测井系统中主要应用的是非本征光纤F-P腔传感器。非本征光纤F-P腔传感器主要是基于光的多光束干涉原理，利用温度、压力变化与光纤F-P腔之间的对应关系，实现温度和压力的测量。
(4)环境监测、食品安全。在环境监测、临床医学检测、食品安全检测等方面，由于其环境复杂，影响因素多，使用其他传感器和传感器配件达不到所需要的精度，并且易受外界因素的干扰，采用光纤传感器可以具有很强的抗干扰能力和较高的精度，可实现对上述各领域的生物量的快速、方便、准确地检测。目前，我国水源的污染情况严重，临床检测、食品安全检测手段比较落后，光纤传感器在这些领域具有良好的市场前景。
石油污染已经成为我国水域环境的主要问题之一，为了掌握石油污染的动态变化趋势，需实时在线测量水中石油浓度。燕京大学的王书涛、崔彦彦等从荧光测量的基本原理出发，研究了水中矿物油荧光检测机理、用荧光法和全光纤传感技术实现石油浓度测量的可行性，建立了水中油浓度的测算模型，确定了其荧光检测的最佳激发波长和荧光波长范围，根据得到的荧光特性设计了荧光激发、吸收和传输的光学系统。该方法可广泛应用于水中油检测方面。
(5)医学及生物传感器。医学临床应用光纤辐射剂量计、呼吸系统气流传感系统；圆锥形微型FOS测量氧气浓度及其他生物参数；用FOS探测氢化合物及其他化学污染物；光纤表面细胞质粒基因组共振生物传感器；生物适应FOS系统应用于海水监测、生化技术和医药。在临床医学上，由于光纤传感器柔软、小巧、自由度大、绝缘、不受射频和微波干扰、测量精度高，常用于对人体血管等的探测，人体外科校正和超声波场测量等。光纤内窥镜使得检查人体的各个部位几乎都是可行的，且操作中不会引起病人的痛苦与不适，其中光纤血管镜己应用于人类的心导管检查中。光纤内窥镜不仅用于诊断，目前也正进入治疗领域中，例如息肉切除手术等。光纤温度传感器在癌症治疗方面的研究和应用正日益兴起。目前在临床医学中应用最多的仍然是分布式光纤传感器。
(6)军事安防。光纤传感器可用于水声探潜(光纤水听器)、光纤铡导、姿态控制(光纤陀螺)、航天航空器的结构损伤探测(智能蒙皮)以及战场环境的探测等方面。在航空航天领域中，战术导弹用光纤陀螺测量导弹运动过程中的俯仰角、偏航角和横滚角，以引导导弹准确命中目标。美国首先采用光纤陀螺精确制导炸弹，在伊拉克等战场上己取得了较好的效果。光纤陀螺还应用于雷达无人控制直升机的姿态控制。目前能广泛应用于海防领域的光纤传感器是研发最早、发展最快的光纤水声传感器(光纤水听器)，由光纤水听器构成的海防传感网络系统，是目前正在开发的新型防卫系统，该系统己开始用于海上边防和重要军事地区的海防警戒。近几年发展起来的基于光纤传感技术的光纤网络安全警戒系统也开始在边防及重点区域防卫中得到推广应用。目前，世界上发达国家使用的安全防卫系统就是基于分布式光纤传感网络系统的安全防卫技术。
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