ОБОРУДОВАНИЕ ВОЛС

Корзина
Ничего не куплено!
Каталог продукции
 
Личный кабинет
Новости
Спецпредложения
Заметили ошибку?

Выделите её и нажмите «Ctrl + Enter»

Волоконная брэгговская решетка (BR)

Волоконная брэгговская решетка (BR)

Волоконная брэгговская решетка (ВБР) представляет собой периодическую структуру, изготовленную непосредственно в сердцевине волоконного световода. Структура представляет собой модуляцию показателя преломления вдоль волокна. Как правило, такую структуру можно представить в виде периодических штрихов-участков сердцевины волокна с измененным показателем преломления. Такие штрихи располагаются перпендикулярно оси волоконного световода (рис.1).

 Рис.1. Внутриволоконная брэгговская решетка.
Рис.1. Внутриволоконная брэгговская решетка.


Типичный спектр пропускания брэгговской решетки приведен на рисунке 2.

Рис.2. Зависимость пропускания брэгговской решетки от длины волны.
Рис.2. Зависимость пропускания брэгговской решетки от длины волны.

Основные области применения волоконных брэгговских решёток:

  • волоконные лазеры
  • мультиплексные пассивные волоконно-оптические датчики
  • оптические частотные мультиплексоры для телекоммуникационных систем 
  • перестраиваемые и фиксированные узкополосные фильтры
  • компенсаторы дисперсии в волоконно-оптических линиях связи
  • частотно-селективные ответвители и устройства вывода света из волокна
  • лазерные диоды с брэгговской решёткой в качестве внешнего отражателя
  • волоконно-оптические  усилители

Изготовление ВБР
ВБР изготавливаются путём облучения фоточувствительного одномодового волокна интенсивным излучением УФ-лазера. Два луча лазера сводятся таким образом, чтобы волокно оказалось в зоне интерференции (рис.3).


Рис. 3


В местах экспонирования коэффициент преломления необратимо увеличивается, и в волокне таким образом формируется  периодическая структура полос с чередующимся показателем преломления.

Согласно закону Вульфа-Брэгга, такая структура отражает свет на определенной длине волны, называемой брэгговской, пропуская весь остальной спектр практически без изменения (рис.2):
 λB = 2neff Λ       (1)
где Λ – период решетки, neff -  эффективный показатель преломления для распространяющейся моды.

Волокно с продольной вариацией показателя преломления называется Брэгговской решёткой. Каждая полоса решётки отражает назад малую часть излучения. Для излучения с длиной волны в два раза большей, чем период решётки, отражённые лучи складываются в фазе и в результате появляется отражённый световой сигнал с интенсивностью 1..99%  и даже более от интенсивности падающей волны и очень узкой спектральной полосой.  

Ширина спектра отражения зависит, в первую очередь, от длины структуры и составляет, как правило, величину 0,1 - 0,4 нм.  Типичная длина ВБР лежит в пределах 3 - 10 мм. Для получения более широкого спектра отражения используются так называемые чирпированные решетки (решетки с переменным периодом по длине).

Условия усиления отражённого света на определённой длине волны называются брэгговскими условиями, а длина волны на которой это происходит, называется брэгговской длиной волны. Для всех остальных длин волн ВБР практически прозрачна.  Брэгговская длина волны и коэффициент отражения решётки могут быть заданы с большой точностью в процессе изготовления решётки. Эти параметры остаются постоянными на протяжении всего срока эксплуатации решётки. С другой стороны, брэгговская длина волны зависит от температуры и натяжения волокна. Для телекоммуникационных целей такая нестабильность параметров решёток вредна и должна быть скомпенсирована. Однако, этот эффект нашёл очень интересное применение в пассивных волоконно-оптических датчиках, где по изменению длины волны отражённого сигнала можно судить о температуре или величине приложенной нагрузки. Помимо простых отражательных решёток, которые служат в качестве узкополосного фильтра, отражая излучение с брэгговской длиной волны и пропуская практически без затухания излучение на других длинах волн, изготавливаются широкополосные отражательные решётки, отражающие излучение в спектральной полосе шириной в несколько нанометров, а также решётки смешения мод в которых происходит преобразование модового состава излучения. 

Волоконно-оптические датчики на основе брэгговских решёток.

Нагрев или механическая деформация (линейное растяжение ВБР) приводят к изменению параметров ВБР (показателя преломления, периода решетки), что сказывается, согласно формуле (1) на брэгговской длине волны. Таким образом, ВБР могут быть использованы:
В качестве измерителей температуры окружающей среды, датчиков линейной деформации, могут выполнять функцию сенсорных элементов в датчиках давления, изгиба и т.п. 
Отличительной особенностью, выделяющей ВБР среди прочих типов сенсорных систем, является возможность  их простого мультиплексирования по длине волны. Т.е. на одной волоконной линии может быть расположено до нескольких десятков ВБР, имеющих свою уникальную брэгговскую длину волны. 
В волоконно-оптических датчиках на основе брэгговских решёток измеряемая величина (температура или механическое напряжение) преобразуется в смещение брэгговской длины волны. Система регистрации преобразует смещение длины волны, отражённой брэгговской решёткой, в электрический сигнал. Чувствительный элемент такого датчика не содержит электронных компонент и поэтому он является полностью пассивным, что означает возможность использовать его в зоне повышенной взрывоопасности, агрессивности, сильных электромагнитных помех. На одно волокно может быть установлено множество брэгговских решёток, каждая из которых даёт отклик на собственной длине волны. В этом случае вместо точечного датчика мы получаем распределённую систему регистрации с мультиплексированием по длине волны. Использование длины волны света в качестве информационного параметра делает датчик нечувствительным к долговременным дрейфам параметров источника и приёмника излучения, а также случайным затуханиям оптической мощности в волокне.

Волоконная брэгговская решетка (ВБР) производства ООО “Оптические телекоммуникации (ОПТЕЛ)”. Волоконная брэгговская решетка (ВБР) представляет собой периодическую структуру, изготовленную непосредственно в сердцевине волоконного световода. Основные области применения волоконных брэ..
По запросу