Fiber Bragg rist

Fiber Bragg-gitter (FBG)  er en fordelt Bragg-reflektor (en type diffraktionsgitter ) dannet i den lysbærende kerne af en optisk fiber . FBG'er har et smalt reflektionsspektrum , bruges i fiberlasere , fiberoptiske sensorer , til at stabilisere og ændre bølgelængden af ​​lasere og laserdioder mv.

Sådan virker det

Den spektrale selektivitet af refleksion fra fiber Bragg-gitre skyldes en periodisk ændring i længden af ​​brydningsindekset for den lysbærende kerne og skyldes diffraktion på disse periodiske optiske inhomogeniteter.

Den rumlige periode for inhomogeniteter er valgt på en sådan måde, at lysbølger med den ønskede bølgelængde reflekteres i den . Hvis strukturens længdegennemsnitlige brydningsindeks er , vil der blive observeret refleksion ved bølgelængder:

For eksempel ved en strukturperiodelængde på 530 nm observeres refleksion ved en bølgelængde på ca. 1540 nm. Til sammenligning har et langtidsfibergitter en periode på 100 µm eller mere. [en]

Den karakteristiske længde af den periodiske struktur af FBG er fra 1  mm til flere cm, det vil sige, at antallet af inhomogeniteter er fra tusind til titusinder. Relativ ændring i brydningsindeks fra middelorden . Et stort antal linjer med en lille ændring i brydningsindekset fører til et meget snævert reflektionsspektrum – bredden af ​​reflektionsspektret er normalt en brøkdel af nanometer.

Perioden af ​​strukturen og følgelig bølgelængden af ​​det reflekterede lys ændres, når fiberen komprimeres eller strækkes mekanisk. Dette fænomen bruges i fiberoptiske sensorer, for eksempel ved strain gauge -målinger og til tuning inden for snævre grænser for laserbølgelængden. En ændring i temperatur fører til en termisk ændring i længden af ​​strukturen og forskyder også reflektionsspektret, som kan bruges i termometre .

Fremstillingsteknologi

Sammensmeltet kvarts doteret med germaniumoxid ( kernematerialet i en optisk fiber) eller doteret med forbindelser af andre kemiske elementer har den egenskab, at det ændrer materialets brydningsindeks, når det udsættes for ultraviolet stråling (UV). Den periodiske rumlige struktur af UV-stråling ( interferenskanter ) for at skabe et Bragg-gitter i fiberen er dannet af interferensen af ​​to stråler af UV-stråling fokuseret af en cylindrisk linse ind i kerneområdet i retningen på tværs af aksen af ​​det optiske fiber. For at gøre dette er UV-laserstrålen opdelt i 2 dele.

Forskellige metoder bruges til at skabe FBG'er: direkte ved hjælp af en fasemaske , stråleopdeling ved hjælp af en fasemaske eller en splitterplade og konvergens ved hjælp af yderligere spejle, samt brug af et Lloyd-interferometer . For at gøre dette fjernes en polymerbelægning, der absorberer UV-stråling, fra fibersektionen, hvori FBG'en er skabt.

For at skabe en FBG kan forskellige kilder til UV-stråling (normalt lasere) bruges: med generering af den anden harmoniske af en cw argon ion laser, excimer KrF og ArF UV lasere, med generering af den fjerde harmoniske af Nd: YAG laser .

Ud over interferensmetoden til at skabe FBG'er bruges dannelsen af ​​inhomogeniteter af individuelle punkter, hvor hver inhomogenitet dannes af en sekventielt skarpt fokuseret strålingsstråle.

Det er vist, at ud over ultraviolette lasere kan femtosekundlasere (harmoniske af infrarøde lasere ) bruges.

Se også

• Langtidsfiberriste
• fiber laser

Noter

1. ↑ Indflydelse af fiber Bragg-gitterhus på temperaturstabiliteten af ​​en bredbåndsstrålingskilde . cyberleninka.ru. Hentet: 21. januar 2019. (ubestemt)

Referencer og litteratur

1. Vasiliev S. A., Medvedkov O. I., Korolev I. G. et al. Fiberbrydningsindeksgitre og deres anvendelser. Kvante. electronics, 2005, 35(12), 1085-1103 http://www.quantum-electron.ru/php/paper_rus.phtml?journal_id=qe&paper_id=13041
2. Varzhel S. V., Kulikov A. V., Brunov V. S. Metode til reduktion af reflektionskoefficienten for fiber-Bragg-gitre ved hjælp af fotokromatisk effekt  — Artikel. - Videnskabelig og teknisk bulletin fra ITMO - januar-februar 2012 - UDC 681.7.063