Что такое брэгговская решетка?

Брэгговская решетка - это короткий отрезок оптического волокна, предназначенный для фильтрации световых волн. Как удары скорости в туннеле, маленькие решетки занимают стеклянную сердцевину волокна, размещенного с интервалами до сотен за раз. Они предназначены для постепенного отражения определенных частей световой волны. Решетки рассеивают участки волны по мере ее перемещения, что позволяет точно регулировать свойства волновых передач для многочисленных целей.

В совокупности эти решетки стабилизируют выходы лазерного луча и позволяют функционировать мультиплексорам с волновым разделением. Эти устройства разделяют световые волны, чтобы увеличить пропускание волн, проходящих одновременно через волокно. Другие решетки Брэгга работают в оптоволоконных датчиках, которые измеряют температуру и напряжение.

Длина волны Брэгга относится к расчету периода интерференции светового луча и угла падения, что позволяет эффективно распределять решетки. Он назван в честь британского физика сэра Уильяма Лоуренса Брэгга. Брэгговская решетка создается с помощью ультрафиолетового (УФ) лазера для надписи показателей преломления вдоль сердцевины волокна.

Два метода достижения периодических или апериодических изменений преломления включают в себя помехи и маскирование. По существу, фоточувствительность волокна изменяется под воздействием, помех или маскировки ультрафиолетового излучения. Эти процессы могут быть автоматизированы для массового производства волокна с периодами преломляющей решетки.

Другое применение брэгговской решетки в оптическом волокне заключается в использовании сенсорной технологии. Волоконно-оптический датчик одного типа обнаруживает свойства материалов, проходящих через зазор в оптическом пути. Датчики также могут использовать оптоволокно для передачи информации от датчиков других типов. Такие свойства включают интенсивность света, фазу и поляризацию. Волокно с брэгговской решеткой безвредно отражает некоторые частоты света широкого спектра и очищает путь только для анализируемых желаемых длин волн.

В сенсорной технологии принципы брэгговской решетки используются и другими способами. Датчики, оснащенные волоконной брэгговской решеткой, могут измерять температуру и напряжение. Изменения температуры могут изменить показатель преломления волокна, который изменяет отраженные длины волн. Степень изменения соответствует значениям температуры, за исключением других условий, таких как растяжение или сжатие.

Напряжение может быть вызвано аналогичными факторами, которые вызывают изменения температуры; Для измерения деформации требуется использование датчика деформации и температуры. Качества отраженных длин волн указывают на любые изменения показателя преломления. Показание температуры просто вычитается из общего изменения, а разница объясняется деформацией. Это называется величиной деформации с температурной компенсацией.

Оптические датчики, использующие решетку Брэгга, заменяют обычные электрические датчики с аналогичными характеристиками установки; Манометры монтируются аналогичным образом с помощью болтов, сварных швов, эпоксидных смол и встроенных элементов. Оптические каналы, однако, могут вместить десятки датчиков и обеспечивать безопасную, четкую передачу на большие расстояния. Таким образом, эти датчики могут работать там, где обычные датчики выходят из строя.

Использование брэгговской решетки позволяет использовать волокна с произвольной длиной волны и шириной полосы пропускания. Он обеспечивает отражательную способность, необходимую для множества приложений и полевых условий. Волоконно-оптические инновации отмечают множество улучшений в более сложных и дорогостоящих традиционных системах.