Что такое волоконная брэгговская решетка?

Что такое волоконная брэгговская решетка?

Волоконная брэгговская решетка (FBG) — это тип дифракционной решетки, созданной путем воздействия лазерного луча на сердцевину оптического волокна. Она избирательно отражает определенные длины волн света, которые соответствуют периодическим изменениям показателя преломления решетки, что позволяет ей действовать как датчик для измерения физических параметров, таких как давление, деформация и температура.

Применение волоконных брэгговских решеток

FBG исключительно подходят для использования в средах, где традиционные датчики выходят из строя, например, при экстремальных температурах, уровнях радиации и вакууме. Они находят применение в мониторинге структурного состояния лопастей ветряных турбин, измерении нагрузок в топливных баках самолетов, деформации в ядерных реакторах и условиях в космических кораблях. Их способность охватывать большие расстояния и поддерживать большое количество датчиков делает их бесценными в таких сценариях.

Принцип работы волоконных брэгговских решеток

Датчики FBG работают, измеряя изменения длины волны света, отраженного от решетки. Эти изменения происходят из-за изменений деформации и температуры, влияющих на период решетки. Устройство опроса используется для анализа интенсивности возвращенного света, из которого физические изменения могут быть выведены с использованием предопределенных коэффициентов.

Другая информация о волоконных брэгговских решетках

1. Длина волны Брэгга и сдвиг длины волны

Длина волны Брэгга, конкретная длина волны, которую отражает ВБР, смещается в ответ на изменения температуры, деформации и давления. Это смещение, возникающее в результате физической деформации оптического волокна, используется для точного измерения соответствующих физических параметров.

2. Метод волоконной решетки Брэгга

Создание ВБР включает облучение сердцевины легированного германием оптического волокна ультрафиолетовым светом. Этот процесс вызывает длительное изменение показателя преломления внутри сердцевины, образуя стабильные дифракционные решетки. Такие решетки позволяют мультиплексировать несколько секций датчика в одном волокне.

3. Получение отраженного света

Интерпретатор вводит свет в оптическое волокно, который проходит к ВБР и частично отражается. Этот отраженный свет затем улавливается опросчиком, предоставляя данные, необходимые для определения контролируемых условий на основе характеристик отраженного света.