섬유 격자의 기능과 원리는 무엇입니까?

? 섬유 격자의 원리 및 특성 매개 변수 개요 섬유 격자의 형성 방법은 주로 다양한 유형의 레이저를 사용하여 광섬유의 축 굴절률을 주기적으로 변화시켜 영구적인 공간을 형성합니다. 위상 격자의 기능 기본적으로 섬유 코어에 (투과 또는 반사) 필터 또는 거울이 형성되어 결정된 주파수/파장으로 유도 모드를 반사합니다. 원리는 다층 반사 방지 필름과 유사합니다. 필터링 파장을 브래그 파장이라고 합니다. 특정 조건에서 브래그 파장은 격자 위치의 유효 굴절률에 격자 기하학적 주기를 곱한 값과 같습니다. 유효 굴절률과 격자 주기는 온도와 응력 상태에 따라 달라집니다. 이는 또한 응력 및 온도 감지에 사용되는 섬유 격자의 기초이기도 합니다.

섬유 격자의 용도 및 시장

광섬유 통신 시스템에서 섬유 격자의 적용 새로운 유형의 광학 장치인 섬유 격자는 주로 광섬유 통신, 광섬유 감지 및 광학에 사용됩니다. 정보 처리 . 이는 광섬유 통신에서 많은 특수 기능을 실현하며 널리 사용됩니다. 구성할 수 있는 능동 및 수동 광섬유 장치는 다음과 같습니다.

능동 장치: 광섬유 레이저(격자 협대역 반사경은 다음과 같은 구조에 사용됩니다. DFB, 파장은 튜닝 등일 수 있음), 반도체 레이저(피드백 외부 캐비티로 사용되며 980nm 펌프 광원을 안정화하는 데 사용됨)(섬유 격자는 이득 평탄도 및 잔류 펌프 광 반사를 달성함) 광섬유 증폭기(브래그 격자 공진 공동)

수동 구성 요소: 필터(협대역, 광대역 및 대역 차단, 반사 및 투과형) WDM 파장 분할 다중화기(도파관 격자 배열, 격자/필터 조합); 추가 및 삭제 멀티플렉서(격자 라우팅), 분산 보상기(선형 처프 섬유 격자는 단일 채널 보상을 실현하고 샘플링 섬유 격자는 WDM 시스템에서 다중 채널 보상을 실현합니다) 파장 변환기 OTDM 지연기 OCDMA 인코더 섬유 격자 인코딩 장치.

센서에서

섬유 격자는 출현 이후 섬유 감지 분야에서 널리 사용되었습니다. 섬유 격자 센서는 전자기 간섭 방지, 부식 방지, 전기 절연성, 고감도 및 저렴한 비용, 일반 광섬유와의 우수한 호환성 등의 장점으로 인해 점점 더 많은 주목을 받고 있습니다. 섬유 격자의 공진 파장은 응력, 변형률 및 온도 변화에 민감하므로 주로 온도 및 응력 변형률 측정에 사용됩니다. 이러한 종류의 센서는 외부 매개변수(온도 또는 응력 및 변형률)에 따라 브래그 광섬유 격자의 중심 파장을 변조하여 감지 정보를 얻습니다. 따라서 센서는 높은 감도, 강력한 간섭 방지 능력, 광원 에너지 및 안정성에 대한 요구 사항이 낮으며 정확하고 정확한 측정에 적합합니다. Fiber Bragg 격자 센서는 현재 섬유 기반 재료의 44.2%를 차지합니다. 파이버 브래그 격자 센서는 고속도로, 교량, 댐, 광산, 공항, 선박, 지질 공학, 철도, 석유 또는 가스 저장소 모니터링과 같은 다양한 측면에서 사용되었습니다. 센서의 개발 방향 중 하나는 주로 WDM, TDM, SDM 및 CDMA의 조합을 사용하는 다중 지점 및 분산 센서입니다.

필터에서

광섬유 필터는 광섬유 통신에서 중요한 수동 구성 요소입니다. 섬유 격자의 출현으로 모든 광섬유 필터가 실현되었습니다. 섬유 격자 필터는 저렴한 비용, 광섬유와의 호환성 및 쉬운 통합이라는 장점을 갖고 있어 광섬유 통신 시스템에 이상적인 장치입니다. 섬유 격자 생산 기술의 성숙과 다양한 파장 조정 방법의 풍부화로 단일 채널 및 다중 채널 광대역, 고반사율 대역 제거 필터 및 협대역, 저손실 대역 통과 필터링이 1520년부터 실현될 수 있습니다. 또한 이득 평탄화에 사용되는 섬유 격자 필터는 SDH 시스템의 분산 보상 및 WDM 시스템의 추가 드롭 다중화에도 사용됩니다.

분산 보상

일반 단일 모드 G.652 광섬유의 경우 분산 값은 1550nm에서 양수입니다. 광 펄스가 전송되면 단파장 빛이 더 오래 전파됩니다. 더 긴 파장의 빛보다 빠릅니다. 일정 거리 이상으로 전송된 후 펄스가 넓어져 광섬유 재료의 분산이 형성됩니다. 격자 주기가 큰 쪽이 앞에 있으면 장파장 빛은 격자 앞쪽에서 반사되고, 단파장 빛은 격자 쪽 끝에서 반사됩니다. 따라서 단파장 빛이 됩니다. 빛은 장파장 빛(L은 격자의 길이)보다 2L 더 멀리 이동하므로 장파장 빛과 단파장 빛 사이에 시간 지연 차이가 발생하여 격자의 분산이 형성됩니다. 광 펄스가 격자를 통과할 때 단파장 빛의 시간 지연이 장파장 빛의 시간 지연보다 길어 분산 균등화 역할을 함으로써 분산 보상이 이루어집니다.

파이버 레이저에서

파이버 레이저는 작업 재료, 펌프 소스 및 공진 공동의 세 부분으로 구성됩니다. 이득 파이버는 펌프의 역할을 하는 이득 매체입니다. 빛은 외부 에너지로 인해 펌프 소스인 입자 수 반전을 달성합니다. 광학 공명 공동은 광자를 피드백하고 섬유에서 증폭하는 데 사용됩니다. 레이저는 거울의 공명을 구성합니다. 공동은 일반적으로 한 쌍의 섬유 격자(하나의 고반사 격자, 하나의 저반사 격자, 일치하는 중심 파장)로 구성됩니다. 펌프 소스의 펌핑 광은 이득 광섬유에 들어가 흡수되어 이득 매질의 에너지 준위 입자 수를 반전시킵니다. 공진 공동의 이득이 손실보다 높을 때 두 광섬유 사이에 레이저 발진이 형성됩니다. 격자판 레이저 신호 출력을 생성합니다.