ВОЛОКОННЫЕ БРЕГОВСКИЕ РЕШЁТКИ


[домой] [фотоприёмники] [лазерные модули]  [пассивные компоненты] [широкополосные источники]

Волоконная бреговская решетка - оптический элемент, основанный на периодическом изменении показателя преломления сердцевины или оболочки оптического волокна. 

Введение.

Волоконные решётки изготавливаются путём облучения фоточувствительного одномодового волокна интенсивным излучением УФ-лазера. Два луча лазера сбиваются таким образом, чтобы волокно оказалось в зоне интерференции. В местах экспонирования коэффициент преломления необратимо увеличивается и в волокне таким образом формируется  периодическая структура полос с чередующимся показателем преломления. Волокно с продольной вариацией показателя преломления называется Бреговской решёткой. Каждая полоса решётки отражает назад малую часть излучения. Для излучения с длиной волны в два раза большей, чем период решётки, отражённые лучи складываются в фазе и в результате появляется отражённый световой сигнал с интенсивностью 1..99% от интенсивности падающей волны и очень узкой спектральной полосой. Условия усиления отражённого света на определённой длине волны называются бреговскими условиями, я длина волны на которой это происходит называется бреговской длиной волны. Для всех остальных длин волн бреговская решётка практически прозрачна. Бреговская длина волны и коэффициент отражения решётки могут быть заданы с большой точностью в процессе изготовления решётки. Эти параметры должны оставаться постоянными на протяжении всего срока эксплуатации решётки. С другой стороны бреговская длина волны зависит от температуры и натяжения волокна. Для телекоммуникационной целей такая нестабильность параметров решёток вредна и должна быть скомпенсирована. Однако этот эффект нашёл очень интересное применение в пассивных волоконно-оптических датчиках, где по изменению длины волны отражённого сигнала можно судить о температуре или величине приложенной нагрузки. Помимо простых отражательных решёток, которые служат в качестве узкополосного фильтра, отражая излучение с бреговской длиной волны и пропуская практически без затухания излучение на других длинах волн, изготавливаются широкополосные отражательная решётка, отражающие излучение в спектральной полосе шириной в несколько нанометров, а также решётки смешения мод в которых происходит преобразование модового состава излучения. 

Основные области применения волоконных бреговских решёток:

Волоконно-оптические датчики на основе бреговских решёток.

 В волоконно-оптических датчиках на основе бреговских решёток измеряемая величина (температура или механическое напряжение) преобразуется в смещение бреговской длины волны. Система регистрации преобразует смещение длины волны, отражённой брегговской решёткой, в электрический сигнал. Чувствительный элемент такого датчика не содержит электронных компонент и поэтому он является полностью пассивным, что означает возможность использовать его в зоне повышенной взрывоопасности, агрессивности, сильных электромагнитных помех. На одно волокно может быть установлено множество бреговских решёток, каждая из которых даёт отклик на собственной длине волны. В этом случае вместо точечного датчика мы получаем распределённую систему регистрации с мультиплексированием по длине волны. Использование длины волны света в качестве информационного параметра делает датчик нечувствительным к долговременным дрейфам параметров источника и приёмника излучения, а также случайным затуханиям оптической мощности в волокне.

Экспериментальные результаты.

Нами протестирована бреговская решётка производства Sabeus Photonics. Излучение широкополосного источника ШИ1-35 вводилось в одномодовое волокно с бреговской решёткой и затем подавалось на оптический анализатор спектра Yokogawa AQ6370C-20. В результате отражения излучения бреговской решёткой в сплошном спектре широкополосного источника появляется узкая линия, как показано на рисунке ниже. Приложение небольшой силы, растягивающей волокно, меняет расстояние между отражателями бреговской решётки и смешает пик поглощения в длинноволновую область. Величина смещения длины волны пропорциональна приложенной силе и таким образом бреговская решётка может служить датчиком механического напряжения.

1 - широкополосный источник ШИ1-35, 2 - оптический анализатор спектра Yokogawa AQ6370C-20, 3 - волоконная бреговская решётка, 4 - одномодовое волокно.

Зашумлённость сигнала связана с чрезвычайно малой мощностью широкополосного источника в выбранной узкой полосе 0,5 нм. Использование суперлюминесцентного светодиода для выбранной длины волны снимает эту проблему.


Партнёры: секретарь с интимом Ответы какие противотуманные фары. budapest female escort budapestescortgirl here for

Rambler's Top100