Bragg Grating คืออะไร?

ตะแกรงแบร็กเป็นใยแก้วนำแสงสั้น ๆ ที่ออกแบบมาเพื่อกรองความยาวคลื่นแสง เช่นเดียวกับการกระแทกด้วยความเร็วในอุโมงค์ความพึงพอใจเล็ก ๆ อยู่ที่แกนกลางของเส้นใยแก้วซึ่งวางเป็นระยะ ๆ หลายร้อยครั้ง สิ่งเหล่านี้ถูกออกแบบมาเพื่อสะท้อนส่วนหลังของคลื่นแสงบางส่วน การกระจายของคลื่นเป็นส่วนหนึ่งของการกระจายที่อนุญาตให้ปรับแต่งการควบคุมคุณสมบัติของการส่งคลื่นเพื่อวัตถุประสงค์มากมาย

โดยรวมแล้วสิ่งเหล่านี้ช่วยรักษาเสถียรภาพของลำแสงเลเซอร์และอนุญาตให้มัลติเพล็กเซอร์แบ่งคลื่นทำงานได้ อุปกรณ์เหล่านี้แยกคลื่นแสงเพื่อเพิ่มการส่งคลื่นที่เดินทางพร้อมกันผ่านเส้นใย Bragg gratings อื่น ๆ ทำงานในเซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสงที่วัดอุณหภูมิและความเครียด

ความยาวคลื่นของแบรกก์เกี่ยวข้องกับการคำนวณระยะเวลาการรบกวนของลำแสงและมุมของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น มันถูกตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Sir William Lawrence Bragg ตะแกรงแบร็กถูกสร้างขึ้นโดยใช้เลเซอร์รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) เพื่อบันทึกดัชนีการหักเหของแสงตามแกนเส้นใย

สองวิธีในการบรรลุถึงความแตกต่างของการหักเหของแสงเป็นระยะหรือเป็นระยะ ได้แก่ การรบกวนและการปิดบัง โดยพื้นฐานแล้วความไวแสงของไฟเบอร์ถูกเปลี่ยนแปลงโดยการสัมผัสการรบกวนหรือการปิดบังแสง UV กระบวนการเหล่านี้สามารถทำงานอัตโนมัติสำหรับการผลิตจำนวนมากของเส้นใยที่มีระยะเวลาการหักเหแสง

การประยุกต์ใช้ Bragg ตะแกรงในใยแก้วนำแสงก็คือการใช้เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ไฟเบอร์ออปติกชนิดหนึ่งจะตรวจจับคุณสมบัติของวัสดุที่ผ่านช่องว่างในเส้นทางออปติคัล เซ็นเซอร์อาจใช้ไฟเบอร์เพื่อนำข้อมูลจากเซ็นเซอร์ประเภทอื่น ๆ คุณสมบัติดังกล่าวรวมถึงความเข้มแสงเฟสและโพลาไรซ์ ไฟเบอร์ที่มีแบรกก์ขูดอย่างไม่เป็นอันตรายสะท้อนความถี่บางส่วนของแสงสเปกตรัมกว้างและล้างเส้นทางสำหรับความยาวคลื่นที่ต้องการเท่านั้นที่ถูกวิเคราะห์

ในเทคโนโลยีเซ็นเซอร์หลักการของ Bragg ก็ถูกนำไปใช้ในวิธีอื่นเช่นกัน เซ็นเซอร์ที่ติดตั้งตะแกรงไฟเบอร์แบรกก์อาจวัดอุณหภูมิและความเค้น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสามารถเปลี่ยนดัชนีการหักเหของแสงซึ่งเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่น ระดับของการเปลี่ยนแปลงสอดคล้องกับค่าอุณหภูมิยกเว้นเงื่อนไขอื่น ๆ เช่นความตึงเครียดหรือการบีบอัด

ความเครียดอาจเกิดจากปัจจัยที่คล้ายกันซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ในการวัดค่าความเครียดต้องใช้เซ็นเซอร์วัดความเครียดและอุณหภูมิ คุณภาพของความยาวคลื่นที่สะท้อนจะบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในดัชนีหักเห การอ่านอุณหภูมิถูกลบออกจากการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดและความแตกต่างนั้นเกิดจากความเครียด สิ่งนี้เรียกว่าค่าชดเชยความเครียดอุณหภูมิ

เซ็นเซอร์ออปติคอลที่ใช้ Bragg ตะแกรงแทนเซ็นเซอร์ไฟฟ้าทั่วไปที่มีลักษณะการติดตั้งที่คล้ายกัน; เกจติดตั้งในลักษณะที่คล้ายกันผ่านสลักเกลียวรอยเชื่อมอีพอกซีและตำแหน่งฝังตัว อย่างไรก็ตามออพติคอลแชนเนลสามารถรองรับเซ็นเซอร์หลายสิบตัวและให้การส่งสัญญาณที่ปลอดภัยและชัดเจนในระยะทางไกล ดังนั้นเซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถไปในตำแหน่งที่เซ็นเซอร์ทั่วไปล้มเหลว

การใช้แบรกก์ตะแกรงอนุญาตให้ไฟเบอร์มีความยาวคลื่นและแบนด์วิดท์ที่กำหนดเอง มันให้แสงสะท้อนที่จำเป็นเพื่อรองรับการใช้งานที่หลากหลายและสภาพสนาม นวัตกรรมด้านไฟเบอร์เป็นเครื่องหมายของการปรับปรุงมากมายในระบบที่ซับซ้อนและมีราคาสูงกว่า