Fiber Bragg-gitter

Fiber Bragg-Gitter i en optisk fiber. Övre bilden: principskiss av den optiska fibern med fiber Bragg-gitter. Områdena markerade n3 har ett annat brytningsindex än resten av fiberkärnan som har brytningsindex n2. Mellersta diagrammet: brytningsindex i fiberkärnan. Nedre diagrammen: spektral respons: vänster: input, mitten: transmission, höger: reflektion.
Λ {\displaystyle \Lambda } = gitterperiod, n = brytningsindex, n0 = omgivningens brytningsindex, n1 = mantelns brytningsindex, n2 = fiberkärnans brytningsindex, n3 = gittrets brytningsindex, PI = ingångseffekt, PB = reflekterad effekt, PT = transmitterad effekt, λ {\displaystyle \lambda } = ljusets våglängd, λ {\displaystyle \lambda } B = Bragg-våglängd.

Fiber Bragg-gitter (FBG), på engelskan Fibre Bragg grating, är en Braggspegel som skapats i en del av en optisk fiber och som reflekterar ljus av en viss våglängd men släpper igenom ljus av andra våglängder.[1] Den reflekterade våglängden uppfyller Braggs lag för gittret och kallas Bragg-våglängden. Gittret åstadkomms genom att skapa en periodisk variation i brytningsindex i fiberkärnan, vilket resulterar i en våglängdsspecifik dielektrisk spegel. Ett fiber Bragg-gitter kan därför användas som ett optiskt filter som blockerar vissa våglängder eller som en våglängds-specifik reflektor.

Den reflekterade våglängden ( λ {\displaystyle \lambda } B), Bragg-våglängden, är:

λ B = n eff ⋅ 2 Λ {\displaystyle \lambda _{B}=n_{\text{eff}}\cdot 2\Lambda }

där neff är det effektiva brytningsindexet och Λ gitterperioden, alltså gittrets "våglängd".

Praktiskt skapas Fiber Bragg-gitter vanligen genom att utsätta en optisk fiber för ett mönster av intensivt laserljus vinkelrätt mot fiberns riktning.[2] Detta leder till en permanent ökning av fiberkärnans brytningsindex på de ställen som exponerats för laserljuset.

Användningsområde

Fiber Bragg-gitter kan användas som optiska sensorer för att mäta bland annat längd- och temperaturförändringar genom att den reflekterade våglängden förändras när den optiska fibern sträcks eller ändrar temperatur.[1]

Källor

  1. ^ [a b] Fiber Bragg Grating, Science Direct, läst 2020-12-23
  2. ^ FBG principle, FBGS, läst 2020-12-23