¿Qué es la rejilla de Bragg?
Una rejilla Bragg es una pieza corta de fibra óptica diseñada para filtrar longitudes de onda de luz. Al igual que los baches de velocidad en un túnel, las pequeñas rejillas ocupan el núcleo de vidrio de una fibra, colocadas a intervalos de hasta cientos a la vez. Estos están diseñados para reflejar gradualmente ciertas porciones de una onda de luz. Las rejillas dispersan porciones de la onda a medida que viaja, lo que permite un control preciso sobre las propiedades de las transmisiones de onda para numerosos fines.
Colectivamente, estas rejillas estabilizan las salidas del rayo láser y permiten que funcionen los multiplexores de división de onda. Estos dispositivos separan las ondas de luz para aumentar las transmisiones de ondas que viajan simultáneamente a través de la fibra. Otras rejillas Bragg funcionan en sensores de fibra óptica que miden la temperatura y la tensión.
La longitud de onda de Bragg se relaciona con el cálculo del período de interferencia del haz de luz y el ángulo de incidencia, lo que permite que las rejillas se separen de manera efectiva. Lleva el nombre del físico británico Sir William Lawrence Bragg. Se crea una rejilla Bragg utilizando un láser ultravioleta (UV) para inscribir índices de refracción a lo largo de un núcleo de fibra.
Dos métodos para lograr variaciones periódicas o aperiódicas de refracción incluyen interferencia y enmascaramiento. Esencialmente, la fotosensibilidad de una fibra se ve alterada por la exposición, interferencia o enmascaramiento de la luz UV. Estos procesos pueden automatizarse para la producción en masa de fibra con períodos de rejilla refractiva.
Otra aplicación de la rejilla Bragg en fibra óptica es el uso de la tecnología de sensores. Un tipo de sensor de fibra óptica detecta las propiedades de los materiales que pasan a través de un espacio en el camino óptico. Los sensores también pueden usar fibra para conducir información de otros tipos de sensores. Dichas propiedades incluyen intensidad de luz, fase y polarización. La fibra con rejilla de Bragg refleja de manera inofensiva algunas frecuencias de luz de amplio espectro y despeja el camino solo para las longitudes de onda deseables que se analizan.
En la tecnología de sensores, los principios de rejilla Bragg también se emplean de otras maneras. Los sensores equipados con rejilla de fibra Bragg pueden medir la temperatura y la tensión. Los cambios de temperatura pueden alterar el índice de refracción de una fibra, que altera las longitudes de onda reflejadas. El grado de alteración corresponde a los valores de temperatura, salvo otras condiciones como la tensión o la compresión.
La tensión puede ser causada por factores similares que causan cambios de temperatura; medir la tensión requiere el uso de un sensor de tensión y temperatura. Las cualidades de las longitudes de onda reflejadas indican cualquier cambio en el índice refractado. La lectura de temperatura simplemente se resta del cambio total, y la diferencia se atribuye a la tensión. Esto se conoce como un valor de deformación con compensación de temperatura.
Los sensores ópticos que utilizan rejillas Bragg reemplazan los sensores eléctricos convencionales con características de instalación similares; los medidores se montan de manera similar a través de pernos, soldaduras, epoxi y ubicaciones incrustadas. Sin embargo, los canales ópticos pueden acomodar docenas de sensores y proporcionar transmisiones seguras y claras a grandes distancias. Como tal, estos sensores pueden ir donde los sensores convencionales fallan.
El uso de la rejilla Bragg permite fibra con longitudes de onda y anchos de banda personalizados. Proporciona las reflectividades necesarias para acomodar una multitud de aplicaciones y condiciones de campo. Las innovaciones de fibra marcan muchas mejoras en sistemas convencionales más complejos y costosos.