\[ 2\Lambda \sin\theta = \lambda_B \]
其中,\(\Lambda\) 是光栅周期,即相邻折射率最大点之间的距离;\(\theta\) 是入射角;\(\lambda_B\) 是Bragg波长。
FBG的这种特性使其在光通信和传感领域有着广泛的应用。例如,它可以用于监测光纤的应变、温度变化、振动等参数。
FBG的工作原理可以这样理解:当光波进入光纤时,如果光波的波长与Bragg波长相匹配,那么光波就会在光纤中发生全反射,形成一个驻波。这个驻波会导致光纤内部的反射光强增强,从而实现了特定波长的光被反射。
FBG的制作过程主要包括以下几个步骤:
1. **光纤预处理**:首先对光纤进行预处理,包括切割、抛光等,以确保光纤表面的平整度。
2. **光栅刻蚀**:使用激光或其他刻蚀技术,在光纤表面形成周期性的折射率变化,从而形成光栅结构。
3. **封装**:将制作好的光栅光纤进行封装,以保护光栅免受外界环境影响。
4. **测试**:对封装后的光栅光纤进行测试,以确保其性能符合要求。
FBG在光通信领域有着广泛的应用,如光纤通信系统中的波长路由器、光纤放大器等。在传感领域,FBG可以用于测量光纤的应变、温度、压力等物理量。此外,FBG还可以用于光纤陀螺、光纤水听器等高端应用。
随着技术的发展,FBG的种类也越来越丰富。例如,啁啾光栅是一种特殊的FBG,它的Bragg波长随着光纤长度的变化而连续变化,这使得它在光纤通信系统中有着独特的应用价值。
总之,FBG作为一种基于光纤的光栅技术,凭借其独特的物理特性,在光通信和传感领域发挥着越来越重要的作用。随着技术的不断进步,FBG的应用前景将更加广阔。Fiber Bragg Grating(FBG)是衍射光栅概念的发展,其衍射是由光纤内部折射率的变化实现的。
FBG好像一个窄带的反光镜,只反射一个波长而透射其余的波长。被反射的波长称为Bragg波长,满足条件: 2Λ



这里 是纤芯的等效折射率;Λ是光栅周期(相邻折射率最大点间的距离)。制作方法:

均匀周期光纤光栅结构图

光纤Bragg光栅的制造(I)

光纤Bragg光栅的制造(II)

光纤Bragg光栅Fiber Bragg gratings(FBGs)


啁啾光栅
