ÜBER FASER BRAGG GITTER
Ein Faser Bragg Gitter ist eine Mikrostruktur von typischerweise wenigen Millimetern Länge, die in den Kern einer optischen Faser eingeschrieben wird. Der Brechungsindex innerhalb des Faserkerns ändert sich entlang seiner Länge von einem hohen zu einem niedrigen Brechungsindex. Durch die Modulation des Brechungsindex verhält sich das Faser Bragg Gitter wie ein Spiegel, der bestimmte Wellenlängen reflektiert und andere durchlässt. Die Wellenlänge, die ein Faser Bragg Gitter reflektiert, hängt vom Abstand zwischen den Bereichen mit niedrigem und hohem Index innerhalb der Faser ab. Der Abstand zwischen zwei Bereichen mit hohem Index wird als Λ "Periode des Faser Bragg Gitters" bezeichnet. Faser Bragg Gitter reflektieren bevorzugt Licht bei der Bragg-Wellenlänge „λB“, definiert durch λB = 2neffΛ, wobei neff der durchschnittliche effektive Brechungsindex der Faser ist. Die Stärke der Reflexion hängt davon ab, wie groß die Indexmodulation ist.
Die Modulation des Brechungsindex kann eine stetige periodische Änderung oder eine variable "quasi-periodische" Änderung sein. Wenn ein Faser Bragg Gitter Bereiche mit unterschiedlichen Perioden enthält, kann eine einzelne optische Faser mehrere Spiegel enthalten, die bewirken, dass unterschiedliche Lichtwellenlängen von verschiedenen Positionen entlang der Faser reflektiert werden. Faser Bragg Gitter mit einer Periode, die sich entlang der Faserlänge glatt ändert, werden als gechirpte Faser Bragg Gitter bezeichnet.
Funktionsweise des Faser Bragg Sensors
Eine periodische Brechungsindex-Veränderung des Faserkerns in der Größenordnung von 10-3 bis 10-4 mit dem Abstand Λ führt zur Ausbildung eines wellenlängenselektiven Spiegels bei λB = 2*n*Λ im Faserkern.
Details zum Messverfahren
Dehnungs- und Temperaturveränderungen führen zu einer Wellenlängenveränderung, die innerhalb eines großen Intervalls relativ linear ist und in der Größenordnung von ~10pm/°C und ~1pm/µe liegt. Daraus lassen sich verschiedenste Größen wie Druck, Krümmung oder Beschleunigung messen.
