Co to jest krata Bragga?
Krata Bragga jest krótkim kawałkiem światłowodu zaprojektowanym do filtrowania długości fal światła. Podobnie jak progi zwalniające w tunelu, małe kraty zajmują szklany rdzeń włókna, umieszczany w odstępach do setek na raz. Są one zaprojektowane tak, aby stopniowo odbijały pewne fragmenty fali świetlnej. Kraty rozpraszają części fali podczas jej podróży, co pozwala na precyzyjne dostrojenie właściwości nadawania fal do wielu celów.
Łącznie siatki te stabilizują wyjścia wiązki laserowej i umożliwiają działanie multiplekserów z podziałem fali. Urządzenia te oddzielają fale świetlne w celu zwiększenia transmisji fal przemieszczających się jednocześnie przez światłowód. Inne kraty Bragga pracują w czujnikach światłowodowych, które mierzą temperaturę i odkształcenie.
Długość fali Bragga dotyczy obliczenia okresu interferencji wiązki światła i kąta padania, co pozwala na skuteczne rozmieszczenie krat. Jego nazwa pochodzi od brytyjskiego fizyka Sir Williama Lawrence'a Bragga. Siatka Bragga jest tworzona za pomocą lasera ultrafioletowego (UV) do wpisywania współczynników załamania światła wzdłuż rdzenia włókna.
Dwie metody uzyskiwania okresowych lub nieokresowych zmian refrakcji obejmują interferencję i maskowanie. Zasadniczo światłoczułość włókna jest zmieniana przez ekspozycję, interferencję lub maskowanie światła UV. Procesy te można zautomatyzować do masowej produkcji włókien z okresami refrakcji.
Innym zastosowaniem siatki Bragga w światłowodzie jest zastosowanie technologii czujników. Jeden typ czujnika światłowodowego wykrywa właściwości materiałów przechodzących przez szczelinę na ścieżce optycznej. Czujniki mogą również wykorzystywać światłowód do przekazywania informacji z innych rodzajów czujników. Takie właściwości obejmują natężenie światła, fazę i polaryzację. Światłowód z siatką Bragga nieszkodliwie odbija niektóre częstotliwości światła o szerokim spektrum i oczyszcza ścieżkę tylko dla analizowanych pożądanych długości fal.
W technologii czujników zasady siatki Bragga stosuje się również na inne sposoby. Czujniki wyposażone w siatkę Bragga z włóknem mogą mierzyć temperaturę i obciążenie. Zmiany temperatury mogą zmieniać współczynnik załamania światłowodu, który zmienia odbite długości fal. Stopień zmiany odpowiada wartościom temperatury, wykluczając inne warunki, takie jak napięcie lub ściskanie.
Napięcie może być spowodowane przez podobne czynniki, które powodują zmiany temperatury; pomiar naprężenia wymaga użycia czujnika odkształceń i temperatury. Właściwości odbijanych długości fal wskazują na wszelkie zmiany współczynnika załamania światła. Odczyt temperatury odejmuje się po prostu od całkowitej zmiany, a różnicę przypisuje się odkształceniu. Jest to określane jako wartość odkształcenia z kompensacją temperatury.
Czujniki optyczne wykorzystujące siatkę Bragga zastępują konwencjonalne czujniki elektryczne o podobnych właściwościach instalacyjnych; mierniki są montowane w podobny sposób za pomocą śrub, spoin, żywic epoksydowych i osadzonych elementów. Kanały optyczne mogą jednak pomieścić dziesiątki czujników i zapewniają bezpieczną, wyraźną transmisję na duże odległości. Jako takie, czujniki te mogą być stosowane tam, gdzie zawodzą konwencjonalne czujniki.
Zastosowanie siatki Bragga pozwala na stosowanie włókien o niestandardowych długościach fal i szerokościach pasma. Zapewnia odblaski niezbędne do dostosowania się do wielu zastosowań i warunków w terenie. Innowacje światłowodowe oznaczają wiele ulepszeń w bardziej złożonych i kosztownych systemach konwencjonalnych.