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Principi Base dei Reticoli di Bragg su Fibra e dei Sensori a Reticolo di Bragg su Fibra - Parte 1: Riflessione e Interferenza delle Onde
This article explains the necessary knowledge of wave reflection e interference (interference) to understand the basic principles of fiber bragg gratings. It serves as a preliminary educational article about OFSCN® capillary seamless steel tube FBG sensors produced by DCYS.
In the previous article 'OFSCN® capillary seamless steel tube FBG Sensors,' we provided the definition of OFSCN® capillary seamless steel tube FBG sensors. We also introduced DCYS as a professional manufacturer of FBG sensors, highlighting the unique features of the OFSCN® capillary seamless steel tube FBG sensor series due to the use of advanced materials e structures.
To enhance your understanding of DCYS's products, we will now focus on explaining the basic principles of FBG sensors (including FBG principles). This article is an educational piece e not a research article. If any readers find fundamental errors in this article, please provide feedback.
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Immagine 1 |
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Dato che questo è un articolo didattico, ti preghiamo di credere che non sarà difficile. Prima di discutere i principi dei sensori FBG, dobbiamo comprendere la riflessione e l'interferenza (interferenza) delle onde. Questo perché la parte più cruciale dei sensori FBG è il rilevamento accurato della luce riflessa a una specifica lunghezza d'onda. Analizzando i cambiamenti di lunghezza d'onda della luce riflessa, possiamo determinare le quantità fisiche corrispondenti misurate (come stress, deformazione e temperatura).
Poiché le onde luminose hanno alte frequenze e lunghezze d'onda corte, non sono facilmente osservabili nella nostra vita quotidiana a meno che non siamo professionisti del settore. Per una più facile comprensione, useremo le onde sonore come analogia per rappresentare le onde luminose - sia le onde sonore che le onde luminose mostrano caratteristiche ondulatorie, con onde lunghe e corte.
1. Riflessione di una Singola Onda Sonora (Onda Luminosa)
You may have encountered the following scenario in your life: One day, while traveling to a scenic place with mountains, you stand in front of a mountain and shout, 'OFSCN®...' (or you can shout 'DCYS' or the name of your loved one). Suddenly, you hear the echo of the mountain saying 'OFSCN®...' This echo represents the reflection of the sound wave (see Immagine 3). You emitted a sound wave (incident wave) towards the mountain, and the mountain responded with a corresponding wave reflection (reflected wave).
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Immagine 3 |
2. Riflessione di Multiple Onde Sonore (Onde Luminose)
Continuing forward, you enter a valley and shout, 'OFSCN®...' into the valley. Then, you hear echoes from both sides of the valley, saying 'OFSCN®...' repeatedly. These echoes from both sides of the valley represent the reflection of two or more columns of sound waves (see Immagine 4).
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Immagine 4 |
3. Interferenza di Multiple Onde Sonore (Onde Luminose)
By coincidence, you reach a particular spot in the valley (there must be a series of such spots along your journey). Here, you shout, 'OFSCN®...' again, and suddenly, the echoes from both sides of the valley merge into a tremendous sound, resonating in your head. What happened? At this moment, the two or more columns of sound waves have interfered with each other (arriving simultaneously, forming constructive interference, see Immagine 5).
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Immagine 5 |
Proprio come le onde sonore, le onde luminose esibiscono caratteristiche simili su scala più piccola. Le onde luminose che soddisfano determinate condizioni (condizione di Bragg) quando passano attraverso un FBG subiscono anch'esse un'interferenza costruttiva, risultando in molteplici onde che si riflettono positivamente (interferenza).
As this article serves as a preliminary educational article about OFSCN® capillary seamless steel tube FBG sensors produced by DCYS, we will not discuss the negative interference of two or more sound waves that may occur at a few meters apart. In FBG sensors, what we need to detect is the constructive interference of multiple waves.
A questo punto, potresti aver acquisito una certa comprensione della riflessione e dell'interferenza (interferenza) delle onde sonore (onde luminose). Oltre a splendide montagne, puoi anche sperimentare le caratteristiche delle onde menzionate in questo articolo al Tempio del Cielo a Pechino. Il parco ha un muro dell'eco, e ci sono anche pietre a tre toni nella Sala della Preghiera per i Buoni Raccolti.
Vale la pena sottolineare che le caratteristiche delle onde sonore si applicano anche alle onde luminose trasmesse nelle fibre ottiche. Quando le onde luminose incontrano gli FBG, subiscono riflessione e interferenza (interferenza) secondo gli stessi principi. Tuttavia, la riflessione delle onde luminose all'interno delle fibre ottiche è più complessa, coinvolgendo conoscenze dettagliate della teoria dell'accoppiamento e della riflessione di modo. Per coloro che desiderano approfondire, si prega di fare riferimento a risorse pertinenti. Nel prossimo articolo, spiegheremo come funzionano gli FBG basati sulle onde luminose. Restate sintonizzati!
Our philosophy is: 'OFSCN®, make optical fiber stronger!'
DCYS is a professional fiber bragg grating sensor manufacturer, providing the principle of FBG, the principle of temperature measurement of FBG sensors, the principle of stress measurement, the principle of strain, the principle of temperature compensation e the principle of patented seamless steel pipe packaging; the brand of FBG sensors is 'OFSCN'.