Vad är Bragg Grating?
Ett Bragg-galler är en kort bit optisk fiber som är utformad för att filtrera ljusvåglängder. Liksom hastighetsbultar i en tunnel upptar små gitrar glasfiberkärnan, placerade med intervaller upp till hundratals åt gången. Dessa är utformade för att stegvis reflektera vissa delar av en ljusvåg. Gittrarna sprider delar av vågen när den rör sig, vilket tillåter finjusteringskontroll över vågtransmissionsegenskaper för många ändamål.
Sammantaget stabiliserar dessa gitrar laserstråleutgångar och tillåter vågdelningsmultiplexer att fungera. Dessa enheter separerar ljusvågor för att öka vågöverföringar som reser samtidigt genom fiber. Andra Bragg-gitter fungerar i fiberoptiska sensorer som mäter temperatur och belastning.
Bragg-våglängd hänför sig till beräkning av en ljusstrålens interferensperiod och infallsvinkel, vilket gör att gitter kan fördelas effektivt. Det är uppkallad efter den brittiska fysikern Sir William Lawrence Bragg. Ett Bragg-galler skapas genom att använda en ultraviolett (UV) laser för att skriva in brytningsindex längs en fiberkärna.
Två metoder för att uppnå periodiska eller aperiodiska variationer av brytning inkluderar störningar och maskering. I allt väsentligt förändras en fibers ljuskänslighet genom exponering, störning eller maskering av UV-ljus. Dessa processer kan automatiseras för massproduktion av fiber med brytningsgaller.
En annan tillämpning av Bragg-galler i optisk fiber är användningen av sensorteknologi. En typ av fiberoptisk sensor detekterar egenskaperna hos material som passerar genom ett gap i den optiska vägen. Sensorer kan också använda fiber för att leda information från andra typer av sensorer. Sådana egenskaper inkluderar ljusintensitet, fas och polarisering. Fiber med Bragg-gitter reflekterar ofarligt vissa frekvenser av brett spektrum av ljus och rensar en väg för endast de önskvärda våglängderna som analyseras.
I sensorteknologi används Bragg-gallerprinciper också på andra sätt. Sensorer utrustade med fiberbragggaller kan mäta temperatur och belastning. Temperaturförändringar kan förändra fiberns brytningsindex, vilket förändrar reflekterade våglängder. Förändringsgrad motsvarar temperaturvärden, utesluter andra förhållanden som spänning eller kompression.
Strain kan orsakas av liknande faktorer som orsakar temperaturförändringar; för att mäta belastning krävs användning av en spänning och temperatursensor. Kvaliteter för reflekterade våglängder indikerar eventuella förändringar i brytningsindex. Temperaturavläsningen subtraheras helt enkelt från total förändring, och skillnaden tillskrivs belastning. Detta kallas ett temperaturkompenserat spänningsvärde.
Optiska sensorer som använder Bragg-galler ersätter konventionella elektriska sensorer med liknande installationsegenskaper; mätare monteras på liknande sätt via bultar, svetsar, epoxi och inbäddade placeringar. Optiska kanaler kan dock rymma dussintals sensorer och ger säkra, tydliga överföringar över stora avstånd. Som sådan kan dessa sensorer gå dit konventionella sensorer misslyckas.
Användningen av Bragg-gitter tillåter fiber med anpassade våglängder och bandbredd. Det ger reflektiviteter som är nödvändiga för att tillgodose en mängd applikationer och fältförhållanden. Fiberinnovationer markerar många förbättringar av mer komplexa och kostsamma konventionella system.