Fiber Bragg rács

A Fiber Bragg rács (FBG)  egy elosztott Bragg-reflektor (egyfajta diffrakciós rács ), amelyet egy optikai szál fényhordozó magjában alakítanak ki . Az FBG-k szűk reflexiós spektrummal rendelkeznek, szálas lézerekben , száloptikai szenzorokban használják, lézerek és lézerdiódák stb. hullámhosszának stabilizálására és megváltoztatására .

Hogyan működik

A szálas Bragg-rácsokról való visszaverődés spektrális szelektivitása a fényhordozó mag törésmutatójának hosszának periodikus változásának köszönhető, és az ezen periodikus optikai inhomogenitásokon bekövetkező diffrakciónak köszönhető.

Az inhomogenitások térbeli periódusát úgy választjuk meg, hogy a kívánt hullámhosszúságú fényhullámok visszaverődjenek benne . Ha a szerkezet hossz-átlagos törésmutatója , akkor a visszaverődés a következő hullámhosszakon lesz megfigyelhető:

Például 530 nm szerkezeti periódushossznál a visszaverődés körülbelül 1540 nm hullámhosszon figyelhető meg. Összehasonlításképpen a hosszú periódusú rostrács periódusa 100 µm vagy több. [egy]

Az FBG periodikus szerkezetének jellemző hossza 1  mm -től több cm-ig terjed, vagyis az inhomogenitások száma ezertől tízezerig terjed. A törésmutató relatív változása az átlagos rendhez képest . A nagyszámú vonal a törésmutató kis változásával nagyon szűk reflexiós spektrumhoz vezet - a reflexiós spektrum szélessége általában a nanométer töredéke.

A szál mechanikus összenyomásakor vagy nyújtásakor a szerkezet periódusa és ennek megfelelően a visszavert fény hullámhossza megváltozik. Ezt a jelenséget száloptikai érzékelőkben használják, például nyúlásmérő méréseknél és a lézer hullámhosszának szűk határain belüli hangolásnál. A hőmérséklet változása a szerkezet hosszának termikus változásához vezet, és eltolja a reflexiós spektrumot is, ami a hőmérőkben használható .

Gyártási technológia

A germánium-oxiddal ( az optikai szál maganyaga) vagy más kémiai elemek vegyületeivel adalékolt olvasztott kvarcnak az a tulajdonsága, hogy ultraibolya sugárzásnak (UV) kitéve megváltoztatja az anyag törésmutatóját . Az UV-sugárzás periodikus térbeli szerkezete ( interferenciaperemek ) a Bragg-rács létrehozásához a szálban úgy jön létre, hogy két UV-sugárnyaláb interferenciát képez, amelyeket egy hengeres lencse a mag tartományába fókuszál, az optikai tengelyre keresztirányban. rost. Ehhez az UV lézersugarat 2 részre osztják.

Különféle módszereket alkalmaznak az FBG-k létrehozására: közvetlenül fázismaszk használatával , sugárnyaláb felosztásával fázismaszk vagy osztólemez segítségével és konvergencia további tükrök használatával, valamint Lloyd interferométer használatával . Ennek érdekében az UV-sugárzást elnyelő polimer bevonatot eltávolítják arról a szálszakaszról, amelyben az FBG létrejön.

Az FBG létrehozásához különféle UV sugárzási források (általában lézerek) használhatók: cw argonion lézer második felharmonikusának generálásával excimer KrF és ArF UV lézerek, Nd negyedik harmonikusának generálásával: YAG lézer .

Az FBG-k létrehozásának interferencia módszere mellett az egyes pontok szerinti inhomogenitásképzést alkalmazzák, ahol minden inhomogenitást egy szekvenciálisan élesen fókuszált sugárnyaláb képez.

Kimutatták, hogy az ultraibolya lézerek mellett femtoszekundumos lézerek ( infravörös lézerek harmonikusai ) is használhatók.

Lásd még

• Hosszú távú rostrács
• szál lézer

Jegyzetek

1. ↑ A szálas Bragg rácsház hatása a szélessávú sugárforrás hőmérsékleti stabilitására . cyberleninka.ru. Letöltve: 2019. január 21. (határozatlan)

Irodalom és irodalom

1. Vasziljev S. A., Medvedkov O. I., Korolev I. G. et al., Fiber törésmutató rácsok és alkalmazásaik. Kvantum. elektronika, 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. Módszer a szálas Bragg-rácsok reflexiós együtthatójának csökkentésére a fotokróm effektus segítségével  – Cikk. - Az ITMO tudományos és műszaki közleménye - 2012. január-február - UDC 681.7.063