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布拉格光栅原理,浅浅分析一下光纤光栅布拉格传感器及原理(一)

时间:2025-02-01 20:00:47 心情感悟

浅浅分析一下光纤光栅布拉格传感器及原理(一)

该传感器利用光纤中的布拉格光栅结构,通过精确控制光波的频率选择性反射,实现对微小物理量变化的精准检测。布拉格效应源自结晶学领域的Bragg父子的发现,在光纤光栅中,这一现象被用于传感器设计中。  光纤光栅传感器是深圳麦格泰克电子有限公司的重要产品之它利用光纤中的光敏性,通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息。该传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰、体积小、耐腐蚀等优点,广泛应用于结构健康监测、温度测量、压力检测等领域。麦格泰克致力于提供高精度、高稳定性的光纤光栅传感器,为各行业的安全监测和性能优化提供有力支持。 深圳麦格泰克电子致力于将高品质的产品和服务带给客户,经过多年的发展,目前已经获得了ODU(欧度连接器),Standexmeder(斯丹麦德电子),OKI干簧管,Marquardt的代理或分销授权。我们的客户遍布汽车,电池PACK,家电,智能家居,医疗设备,安防,测试测量设备等多个领域。我们提供的主要产品包括:连接器:金属母端子,自锁连接器,模块化连接器,重载连接器,航空插头。开关类:干簧管、门磁开液位报警开关,接近开滑动开微动开关,电容式开关。

长周期光纤光栅

根据光纤光栅周期的分类,主要分为两类:短周期(Lambda1微米)。短周期光纤光栅,也称为光纤布拉格光栅或反射光栅,其工作原理是传输方向相反的模式间发生耦合,形成反射型带通滤波器,即布拉格光栅。  北京希卓信息技术有限公司是光纤传感测试服务解决方案提供商,拥有光纤光栅解调分布式光纤传感两大核心产品,致力于向客户提供满足其需求的测试解决方案和服务。希卓拥有专业的技术服务团队,经过多年的努力,希卓信息的业务覆盖了天然气、石油、铁路、桥梁、隧道、大坝、采矿、水利等广泛的行业领域。根据光纤光栅周期的长短不同,可将周期性的光纤光栅分为短周期(Λ1μm)两类。均匀光纤光栅:包括均匀光纤Bragg光栅和均匀长周期光纤光栅。均匀光纤Bragg光栅的折射率周期一般为1um,能精准反射特定波长的光,适用于制作温度传感器和应变传感器,也可用于光通信的带通滤波器等。均匀长周期光纤光栅周期为100um,主要用于微弯和折射率传感器,以及光通信领域的增益平坦器等。

光纤布拉格光栅

为了直观地呈现,我们取上面示意图中布拉格光栅中的一截(一维),如下。我们可以用“光学筛子”来比喻光纤布拉格光栅,选择性地让特定波长(也就是“粒径”合适)的光“卡”在光栅结构上,实现反射或透射。  长周期光纤光栅(LPFG)是一种重要的光纤无源器件,通过在光纤中引入周期性折射率调制而形成。其周期通常大于100微米,与布拉格光栅不同,它实现的是纤芯基模到包层模的耦合,无后向反射,属于透射型带阻滤波器。LPFG具有高灵敏度、抗电磁干扰、耐腐蚀等特性,在光纤传感与通信领域应用广泛,如温度、压折射率等传感测量,以及增益均衡器、模式转换器、色散补偿器等光纤通信器件。 北京希卓信息技术有限公司是光纤传感测试服务解决方案提供商,拥有光纤光栅解调分布式光纤传感两大核心产品,致力于向客户提供满足其需求的测试解决方案和服务。希卓拥有专业的技术服务团队,经过多年的努力,希卓信息的业务覆盖了天然气、石油、铁路、桥梁、隧道、大坝、采矿、水利等广泛的行业领域。

光纤传感器技术原理简析

光纤传感器利用光的传输特性进行测量。当光信号通过光纤传输时,会受到外界环境的影响,如温度、压形变等。这些影响会改变光信号的特性,通过对光信号的测量和分析,可以得到环境参数的信息。光纤传感器的测量原理光纤传感器可以基于不同的物理量进行测量,如温度、压形变、湿度等。光纤布拉格光栅传感器的核心工作原理如图1所示:当光纤光栅感知到如应变、温度等外部物理量的变化时,光栅间的距离,即光栅周期会相应变化,这会引发反射光谱的相应调整。通过测量反射光中心波长的变化,我们可以准确地量化检测到的物理量,实现了高效而精准的传感功能。物理性能型光纤传感器原理:这类传感器利用光纤对环境变化的敏感性,将输入的物理量转换为可解调的光信号。其工作原理依赖于光纤的光解调效应,即光纤的传输特性在外部环境因素(如温度、压静电场、电磁场等)变化时,会引发光参数(如折射率或光强)的变化。物理性能型光纤传感器基本原理,物理性能型光纤传感器是运用光纤线对变动环境的敏感度,将键入物理量转换为解调的光信号。其工作原理根据光纤线的光解调效用,即光纤线在外部环境要素,如温度、工作压静电场、电磁场这些更改时,其传光特性,如位置与光照强度,会变化很大的状况。

倾斜光栅原理

倾斜光纤光栅(也称作闪耀光纤布拉格光栅,是一种光栅平面与光纤轴向呈一定的夹角的新型无源光器件。如果光线不是垂直入射光栅面,会看到光栅衍射的中央明纹偏移中心位置。如果入射光线从上方斜入射,则中央明纹下移。如果入射光线从下方入射,则中央明纹上移。根据中央明纹偏移的位置,就可以判断该如何调整入射光。以下是光栅传感器测角度的基本原理:光栅:光栅是具有周期性的光学图案,通常由均匀间隔的透明和不透明线条组成。这些线条可以是垂直、水平或斜向的。光栅的周期(线条间距)决定了测量精度。光电检测器:光电检测器位于光栅的一侧,用于检测通过光栅的光线。液晶偏振光栅原理是偏振光的产生、入射偏振光的旋转、光栅的作用、光束的重合。偏振光的产生:将自然光通过偏振片,可以得到只有一个方向振动的偏振光。入射偏振光的旋转:将偏振光通过液晶层,如果液晶层中的分子排列方向与偏振光的方向不一致,那么偏振光就会被旋转一定角度。光栅的工作原理基于物理上的莫尔条纹现象。当两个光栅尺的线纹以一定角度放置时,线纹会相互交叉。在光源照射下,交叉点附近的小区域因为线纹重叠较少,遮光面积较小,因此产生亮带。而远离交叉点的区域,由于线纹重叠增多,遮光面积增大,导致挡光效应增强,通过的光线减少,形成暗带。

体布拉格光栅(VBG)市场发展潜力大 我国已实现批量生产

尽管全球范围内,高功率皮秒激光器的制造主要集中在少数美国企业,但中国科学院上海光机所孵化的拓致光电已实现我国的VBG批量生产,并向市场供应。这表明我国在体布拉格光栅领域的自给自足能力正在不断加强,为我国激光器行业的发展提供了有力支持。为解决这一问题,采用光纤光栅或体光栅作为激光阵列外腔的核心器件,实现激光波长锁定和线宽窄化。体布拉格光栅(VBG)相较于光纤光栅,降低了环境温度和震动对其敏感性,在高功率半导体激光中取得了显著的波长稳定和线宽压缩效果。布拉格光栅现在主要分为两大类:光纤布拉格光栅(FBG)和体布拉格光栅(VBG)。

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