Fiber Bragg -ritilä

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 31. lokakuuta 2017 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .

Fiber Bragg -hila (FBG)  on hajautettu Bragg-heijastin (eräänlainen diffraktiohila ), joka on muodostettu valokuidun valoa kuljettavaan ytimeen . FBG:illä on kapea heijastusspektri , niitä käytetään kuitulasereissa , kuituoptisissa antureissa , stabiloimaan ja muuttamaan lasereiden ja laserdiodien aallonpituutta jne .

Kuinka se toimii

Kuitu-Bragg-hiloista tulevan heijastuksen spektriselektiivisyys johtuu valoa kuljettavan ytimen taitekertoimen pituuden jaksoittaisesta muutoksesta ja johtuu näiden jaksollisten optisten epähomogeenisuuksien diffraktiosta .

Epähomogeenisuuksien tilajakso valitaan siten, että siihen heijastuu halutun aallonpituuden omaavat valoaallot . Jos rakenteen pituuskeskimääräinen taitekerroin on , heijastus havaitaan aallonpituuksilla:

Esimerkiksi rakennejakson pituudella 530 nm heijastus havaitaan noin 1540 nm : n aallonpituudella . Vertailun vuoksi voidaan mainita, että pitkäkestoisen kuituhilan jakso on 100 µm tai enemmän. [yksi]

FBG:n jaksollisen rakenteen tyypillinen pituus on 1  mm :stä useisiin cm:iin, eli epähomogeenisuuksien määrä on tuhannesta kymmeniin tuhansiin. Taitekertoimen suhteellinen muutos keskimääräisestä järjestyksestä . Suuri määrä viivoja pienellä taitekertoimen muutoksella johtaa erittäin kapeaan heijastusspektriin - heijastusspektrin leveys on yleensä nanometrien murto-osa.

Rakenteen jakso ja vastaavasti heijastuneen valon aallonpituus muuttuu, kun kuitua mekaanisesti puristetaan tai venytetään. Tätä ilmiötä käytetään kuituoptisissa antureissa, esimerkiksi venymämittauksissa ja virittämisessä laseraallonpituuden kapeilla rajoilla. Lämpötilan muutos johtaa lämpömuutokseen rakenteen pituudessa ja myös siirtää heijastusspektriä, jota voidaan käyttää lämpömittareissa .

Valmistustekniikka

Sulatulla kvartsilla , joka on seostettu germaniumoksidilla ( optisen kuidun ydinmateriaali) tai seostettuna muiden kemiallisten alkuaineiden yhdisteillä, on ominaisuus muuttaa materiaalin taitekerrointa, kun se altistetaan ultraviolettisäteilylle (UV). UV-säteilyn jaksollinen avaruudellinen rakenne Bragg-hilan luomiseksi kuituun muodostuu kahden sylinterimäisen linssin ytimeen fokusoidun UV-säteilynsäteen interferenssistä optisen akselin akseliin nähden poikittain. kuitua. Tätä varten UV-lasersäde jaetaan kahteen osaan.

FBG:iden luomiseen käytetään erilaisia ​​menetelmiä: suoraan käyttämällä vaihemaskia , säteen jakamista vaihemaskin tai jakolevyn avulla ja konvergenssia lisäpeileillä sekä käyttämällä Lloyd-interferometriä . Tätä varten kuituosasta, johon FBG luodaan, poistetaan UV-säteilyä absorboiva polymeeripinnoite.

FBG:n luomiseen voidaan käyttää erilaisia ​​UV-säteilyn lähteitä (yleensä lasereita): cw-argonionilaserin toisen harmonisen generoinnin yhteydessä , eksimeeri KrF- ja ArF-UV-lasereita, Nd:n neljännen harmonisen luomisen yhteydessä: YAG laser .

FBG:iden luomismenetelmän lisäksi käytetään yksittäisten pisteiden epähomogeenisuuksien muodostusta, jolloin jokainen epähomogeenisuus muodostuu peräkkäin terävästi fokusoidusta säteilysäteestä.

On osoitettu, että ultraviolettilaserien lisäksi voidaan käyttää femtosekuntilasereita ( infrapunalaserien harmonisia ).

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Kuitu-Bragg-hilan kotelon vaikutus laajakaistaisen säteilylähteen lämpötilastabiilisuuteen . cyberleninka.ru. Haettu: 21.1.2019.

Lähteet ja kirjallisuus

  1. Vasiliev S. A., Medvedkov O. I., Korolev I. G. et ai. Kuitujen taitekerroinritilät ja niiden sovellukset. Kvantti. electronics, 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. Menetelmä kuitujen Bragg-hilojen heijastuskertoimen pienentämiseksi fotokromivaikutelman avulla  — Artikkeli. - ITMO:n tieteellinen ja tekninen tiedote - tammi-helmikuu 2012 - UDC 681.7.063