El principio de funcionamiento del sensor de rejilla de fibra del sensor de rejilla

Sabemos que la longitud de onda de Bragg lB de la rejilla está determinada por la siguiente fórmula:

lB=2nL ⑴

En la fórmula, n—refracción efectiva índice del modo central; L —Período de rejilla.

Cuando la temperatura, la tensión, la tensión u otras cantidades físicas del entorno en el que se encuentra la rejilla de fibra cambian, el período de la rejilla o el índice de refracción del núcleo de la fibra cambiarán, provocando así la longitud de onda. de la luz reflejada para cambiar Midiendo la cantidad física El cambio en la longitud de onda de la luz reflejada antes y después del cambio se puede utilizar para obtener el cambio en la cantidad física que se va a medir. Por ejemplo, utilizando los diferentes cambios del índice de refracción de ondas polarizadas circularmente izquierda y derecha inducidas por un campo magnético, se puede lograr una medición directa del campo magnético. Además, mediante tecnologías específicas también se pueden conseguir mediciones separadas y simultáneas de estrés y temperatura. Al recubrir la rejilla con materiales funcionales específicos (como materiales piezoeléctricos), también se puede lograr una medición indirecta de cantidades físicas como, por ejemplo, campos eléctricos.

1. Principio de funcionamiento del sensor de rejilla de fibra chirriada

En el sistema de sensor de rejilla presentado anteriormente, la estructura geométrica de la rejilla es uniforme, lo cual es muy efectivo para la medición de punto fijo de parámetros individuales, pero en Esto se vuelve ineficaz cuando se mide la deformación y la temperatura simultáneamente o cuando se mide la distribución de la deformación o la temperatura a lo largo de la rejilla. En este momento, utilizar sensores de rejilla de fibra con chirrido es una buena opción.

Las rejillas de fibra chirped se utilizan en sistemas de telecomunicaciones de alto bit debido a sus excelentes capacidades de compensación de dispersión. El principio de funcionamiento de la rejilla de Bragg de fibra chirriada es básicamente el mismo que el del sensor de rejilla de Bragg de fibra. Bajo la influencia de cantidades físicas externas, además de los cambios en DIB, la ampliación del espectro de la rejilla de fibra chirriada también cambiará. Este tipo de sensor es útil cuando están presentes tanto la tensión como la temperatura. Debido a la influencia de la tensión, la señal de reflexión de la rejilla de fibra chirriada se ampliará y la longitud de onda máxima cambiará, mientras que el cambio de temperatura solo afectará la posición del centro de gravedad debido a la dependencia de la temperatura del índice de refracción (dn/dT). . Por lo tanto, al medir el desplazamiento espectral y el ensanchamiento simultáneamente, es posible medir la tensión y la temperatura simultáneamente.

2. Principio de funcionamiento del sensor de rejilla de fibra de período largo (GLP)

El período de la rejilla de fibra de período largo (GLP) generalmente se considera de cientos de micras y es se puede detectar a una longitud de onda específica Para acoplar la luz del núcleo de fibra al revestimiento, la fórmula es la siguiente:

li=(n0- niclad)·L ⑵

En la fórmula, n0: el índice de refracción del núcleo de la fibra; niclad: el índice de refracción efectivo del modo de revestimiento axisimétrico de orden i.

La luz en el revestimiento se atenuará rápidamente debido a las pérdidas en la interfaz revestimiento/aire, dejando una serie de bandas de pérdida. Un GLP independiente puede tener muchas oscilaciones en un amplio rango de longitudes de onda, y la longitud de onda central de su oscilación está determinada principalmente por la diferencia del índice de refracción entre el núcleo y el revestimiento, causada por la tensión, la temperatura o los cambios externos en el índice de refracción. producir un gran cambio de longitud de onda en la oscilación. Al detectar Dli, se puede obtener información sobre cambios en cantidades físicas externas. La respuesta de la primera banda de vibración del GLP a una longitud de onda determinada suele tener diferentes amplitudes, lo que la hace adecuada para construir sensores multiparamétricos.