Hvad er Bragg-rist?
Et Bragg-gitter er et kort stykke optisk fiber designet til at filtrere lysbølgelængder. Ligesom hastighedsstød i en tunnel, optager små riste en glasfiberkernen, placeret med intervaller op til hundreder ad gangen. Disse er designet til gradvis at afspejle visse dele af en lysbølge. Risterne spreder dele af bølgen, mens den bevæger sig, hvilket tillader finjustering af bølgeforsendelsens egenskaber til adskillige formål.
Samlet stabiliserer disse riste laserstråleudgange og tillader bølgedelingsmultiplexere at fungere. Disse enheder adskiller lysbølger for at øge bølgetransmissioner, der kører samtidig gennem fiber. Andre Bragg-riste fungerer i fiberoptiske sensorer, der måler temperatur og belastning.
Bragg-bølgelængde angår beregning af en lysstråles interferensperiode og indfaldsvinkel, som tillader gitter effektivt at være indbyrdes fordelt. Det er opkaldt efter den britiske fysiker Sir William Lawrence Bragg. Et Bragg-gitter oprettes ved hjælp af en ultraviolet (UV) laser til at indskrive brydningsindeks langs en fiberkerne.
To metoder til opnåelse af periodiske eller aperiodiske variationer af brydning inkluderer interferens og maskering. I det væsentlige ændres en fibers fotosensitivitet ved eksponering, interferens eller maskering af UV-lys. Disse processer kan automatiseres til masseproduktion af fiber med brydningsgitterperioder.
En anden anvendelse af Bragg-gitter i optisk fiber er brugen af sensorteknologi. En type fiberoptisk sensor detekterer egenskaberne for materialer, der passerer gennem et mellemrum i den optiske bane. Sensorer kan også bruge fiber til at føre information fra andre typer sensorer. Sådanne egenskaber inkluderer lysintensitet, fase og polarisering. Fiber med Bragg-gitter reflekterer harmløst nogle frekvenser af bredspektret lys og rydder en sti for kun de ønskede bølgelængder, der analyseres.
I sensorteknologi anvendes Bragg-gitterprincipper også på andre måder. Sensorer udstyret med fiber Bragg-gitter kan måle temperatur og belastning. Temperaturændringer kan ændre fiberens brydningsindeks, hvilket ændrer reflekterede bølgelængder. Ændringsgrad svarer til temperaturværdier og udelukker andre forhold såsom spænding eller kompression.
Stamme kan være forårsaget af lignende faktorer, der forårsager temperaturændringer; at måle belastning kræver anvendelse af en stamme og temperatursensor. Kvaliteter af reflekterede bølgelængder angiver ændringer i brydet indeks. Temperaturaflæsningen trækkes simpelthen fra den samlede ændring, og forskellen tilskrives belastning. Dette kaldes en temperaturkompenseret støjværdi.
Optiske sensorer, der bruger Bragg-gitter, erstatter konventionelle elektriske sensorer med lignende installationsegenskaber; målere monteres på lignende måde via bolte, svejsninger, epoxy og indlejrede placeringer. Optiske kanaler kan dog rumme dusinvis af sensorer og give sikre, klare transmissioner over store afstande. Som sådan kan disse sensorer gå hen, hvor konventionelle sensorer mislykkes.
Brug af Bragg-rist muliggør fiber med tilpassede bølgelængder og båndbredde. Det giver reflektiviteter, der er nødvendige for at imødekomme et væld af applikationer og feltforhold. Fiberinnovationer markerer mange forbedringer på mere komplekse og dyre konventionelle systemer.