O que é a grade de Bragg?

Uma grade de Bragg é um pequeno pedaço de fibra óptica projetada para filtrar comprimentos de onda da luz. Como lombadas em um túnel, pequenas grades ocupam o núcleo de vidro de uma fibra, colocada em intervalos de até centenas de cada vez. Eles são projetados para refletir de maneira incremental certas partes de uma onda de luz. As grades dispersam partes da onda à medida que ela viaja, o que permite um controle preciso das propriedades das transmissões de ondas para diversos propósitos.

Coletivamente, essas grades estabilizam as saídas do feixe de laser e permitem que os multiplexadores de divisão de ondas funcionem. Esses dispositivos separam as ondas de luz para aumentar as transmissões de ondas que viajam simultaneamente através da fibra. Outras grades de Bragg trabalham em sensores de fibra óptica que medem temperatura e tensão.

O comprimento de onda de Bragg se refere ao cálculo do período de interferência de um feixe de luz e do ângulo de incidência, o que permite que as grades sejam espaçadas de forma eficaz. É nomeado após o físico britânico Sir William Lawrence Bragg. Uma grade de Bragg é criada usando um laser ultravioleta (UV) para inscrever índices de refração ao longo de um núcleo de fibra.

Dois métodos para obter variações periódicas ou aperiódicas de refração incluem interferência e mascaramento. Essencialmente, a fotosensibilidade de uma fibra é alterada pela exposição, interferência ou mascaramento da luz UV. Esses processos podem ser automatizados para a produção em massa de fibra com períodos de grade de refração.

Outra aplicação da grade Bragg em fibra óptica está no uso da tecnologia de sensores. Um tipo de sensor de fibra óptica detecta as propriedades dos materiais que passam por uma lacuna no caminho óptico. Os sensores também podem usar fibra para conduzir informações de outros tipos de sensores. Tais propriedades incluem intensidade de luz, fase e polarização. A fibra com grade de Bragg reflete inofensivamente algumas frequências de luz de amplo espectro e abre caminho apenas para os comprimentos de onda desejáveis ​​que estão sendo analisados.

Na tecnologia de sensores, os princípios da grade Bragg também são empregados de outras maneiras. Sensores equipados com grade Bragg de fibra podem medir temperatura e tensão. As mudanças de temperatura podem alterar o índice de refração de uma fibra, o que altera os comprimentos de onda refletidos. O grau de alteração corresponde aos valores da temperatura, exceto outras condições, como tensão ou compressão.

A tensão pode ser causada por fatores semelhantes que causam mudanças de temperatura; medir a tensão requer o uso de um sensor de tensão e temperatura. As qualidades dos comprimentos de onda refletidos indicam qualquer alteração no índice refratado. A leitura da temperatura é simplesmente subtraída da mudança total e a diferença é atribuída à tensão. Isso é chamado de valor de deformação compensado pela temperatura.

Sensores ópticos usando a grade Bragg substituem os sensores elétricos convencionais por características de instalação semelhantes; os medidores são montados de maneira semelhante por meio de parafusos, soldas, epóxi e canais incorporados. Os canais ópticos, no entanto, podem acomodar dezenas de sensores e fornecer transmissões seguras e claras em grandes distâncias. Como tal, esses sensores podem ir onde os sensores convencionais falham.

O uso da grade Bragg permite fibra com comprimentos de onda e larguras de banda personalizados. Ele fornece refletividades necessárias para acomodar uma infinidade de aplicativos e condições de campo. As inovações em fibra marcam muitas melhorias em sistemas convencionais mais complexos e dispendiosos.