什么是布拉格光栅(Bragg Grating)?

布拉格光栅是一种用来滤除光波长的短光纤。就像隧道中的减速带一样,小光栅占据了光纤的玻璃芯,一次以数百个间隔放置。这些设计是为了逐渐反射回光波的某些部分。当光波传播时,光栅会分散部分光波,它允许对用于多种目的的...
布拉格光栅是一种用来滤除光波长的短光纤。就像隧道中的减速带一样,小光栅占据了光纤的玻璃芯,一次以数百个间隔放置。这些设计是为了逐渐反射回光波的某些部分。当光波传播时,光栅会分散部分光波,它允许对用于多种目的的波传输的属性进行微调控制。
总的来说,这些光栅稳定激光束输出,并允许波分复用器工作。这些设备分离光波,以增加同时通过光纤传输的波。其他布拉格光栅在测量温度和应变的光纤传感器中工作。
Bragg波长与光束干涉周期和入射角的计算有关,它以英国物理学家威廉·劳伦斯·布拉格爵士的名字命名。布拉格光栅是利用紫外线(UV)激光沿着光纤芯记录折射率而产生的。
实现折射率周期性或非周期性变化的两种方法包括干涉和掩蔽从本质上讲,光纤的光敏性是通过紫外线的曝光、干扰或遮蔽而改变的。这些过程可以自动化,以大量生产具有折射光栅周期的光纤。
布拉格光栅在光纤中的另一个应用是使用传感技术。一种光纤传感器检测通过光路缝隙的材料的特性。传感器也可以使用光纤从其他类型的传感器中传送信息。这些特性包括光强度、相位和偏振带有布拉格光栅的光纤无害地反射一些广谱光的频率,并且只为所分析的理想波长扫清一条路径。
在传感器技术中,布拉格光栅原理也可用于其他方面。装有光纤布拉格光栅的传感器可以测量温度和应变。温度变化会改变光纤的折射率,从而改变反射波长。变化的程度与温度值相对应,除非有其他条件,如拉伸或压缩,否则应变可能是由引起温度变化的类似因素引起的;测量应变需要使用应变和温度传感器。反射波长的质量指示折射率的任何变化。温度读数只需从总变化中减去,这种差异是由于应变引起的。这被称为温度补偿应变值。
使用布拉格光栅的光学传感器取代了具有类似安装特性的传统电子传感器;仪表通过螺栓、焊缝、环氧树脂和嵌入位置以类似方式安装。然而,光学通道,可以容纳几十个传感器,并提供安全、清晰的远距离传输,这些传感器可用于常规传感器失效的地方。
使用布拉格光栅可使光纤具有自定义波长和带宽。它提供了适应多种应用和现场条件所需的反射率。光纤创新标志着对更复杂和昂贵的传统系统的许多改进。
  • 发表于 2020-07-10 13:35
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  • 分类:技术

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