Fiber Bragg galler

Fiber Bragg-gitter (FBG)  är en distribuerad Bragg-reflektor (en typ av diffraktionsgitter ) bildad i den ljusbärande kärnan av en optisk fiber . FBG har ett smalt reflektionsspektrum , används i fiberlasrar , fiberoptiska sensorer , för att stabilisera och ändra våglängden på lasrar och laserdioder , etc.

Hur det fungerar

Den spektrala selektiviteten för reflektion från fiber Bragg-gitter beror på en periodisk förändring i längden av brytningsindexet för den ljusbärande kärnan och beror på diffraktion på dessa periodiska optiska inhomogeniteter.

Den rumsliga perioden för inhomogeniteter väljs på ett sådant sätt att ljusvågor med önskad våglängd reflekteras i den . Om strukturens längdgenomsnittliga brytningsindex är , kommer reflektion att observeras vid våglängder:

Till exempel, vid en strukturperiodlängd av 530 nm , observeras reflektion vid en våglängd av omkring 1540 nm. Som jämförelse har ett långtidsfibergitter en period på 100 µm eller mer. [ett]

Den karakteristiska längden på den periodiska strukturen hos FBG är från 1  mm till flera cm, det vill säga antalet inhomogeniteter är från tusen till tiotusentals. Relativ förändring i brytningsindex från medelordning . Ett stort antal linjer med en liten förändring i brytningsindex leder till ett mycket smalt reflektionsspektrum - reflektionsspektrumets bredd är vanligtvis en bråkdel av nanometer.

Strukturens period och följaktligen det reflekterade ljusets våglängd ändras när fibern komprimeras eller sträcks mekaniskt. Detta fenomen används i fiberoptiska sensorer, till exempel vid töjningsmätningar och för avstämning inom snäva gränser för laservåglängden. En temperaturförändring leder till en termisk förändring av strukturens längd och förskjuter även reflektionsspektrumet, vilket kan användas i termometrar .

Tillverkningsteknik

Smält kvarts dopat med germaniumoxid ( kärnmaterialet i en optisk fiber) eller dopad med föreningar av andra kemiska element har egenskapen att ändra brytningsindexet för materialet när det utsätts för ultraviolett strålning (UV). Den periodiska rumsliga strukturen av UV-strålning ( interferensfransar ) för att skapa ett Bragg-gitter i fibern bildas av interferensen av två strålar av UV-strålning fokuserade av en cylindrisk lins in i kärnområdet, i riktningen tvärs den optiska axeln fiber. För att göra detta är UV-laserstrålen uppdelad i 2 delar.

Olika metoder används för att skapa FBG:er: direkt med hjälp av en fasmask , stråldelning med hjälp av en fasmask eller en splitterplatta och konvergens med hjälp av ytterligare speglar, samt användning av en Lloyd-interferometer . För att göra detta avlägsnas en polymerbeläggning som absorberar UV-strålning från fibersektionen där FBG skapas.

För att skapa en FBG kan olika källor för UV-strålning (vanligtvis lasrar) användas: med genereringen av den andra övertonen av en cw argonjonlaser, excimer KrF och ArF UV-lasrar, med genereringen av den fjärde övertonen av Nd: YAG laser .

Förutom interferensmetoden för att skapa FBG: er, används bildandet av inhomogeniteter av individuella punkter, där varje inhomogenitet bildas av en sekventiellt skarpt fokuserad strålningsstråle.

Det har visat sig att förutom ultravioletta lasrar kan femtosekundlasrar (övertoner av infraröda lasrar ) användas.

Se även

• Långtidsfibergaller
• fiberlaser

Anteckningar

1. ↑ Inverkan av fiber Bragg gallerhölje på temperaturstabiliteten hos en bredbandsstrålningskälla . cyberleninka.ru. Hämtad: 21 januari 2019. (obestämd)

Referenser och litteratur

1. Vasiliev S. A., Medvedkov O. I., Korolev I. G. et al. Fiberbrytningsindexgitter och deras tillämpningar. Kvant. 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. Metod för att reducera reflektionskoefficienten för fiber Bragg-gitter med hjälp av fotokromeffekten  — Artikel. - Vetenskaplig och teknisk bulletin från ITMO - januari-februari 2012 - UDC 681.7.063