ファイバーブラッググレーティング - FBGストリング - 概念 分類 応用 原理 パラメータ プロセス ビデオ 価格

目次:

I. ファイバーブラッググレーティング(FBG)とは?

II. ファイバーブラッググレーティング(FBG)の分類

III. ファイバーブラッググレーティングの応用

IV. ファイバーブラッググレーティングとFBGセンサーの関係

V. ファイバーブラッググレーティングを用いたセンシングの原理

VI. 一般的なファイバーブラッググレーティングビデオ

VII. FBGの中心波長

VIII. ファイバーブラッググレーティングのアニーリング

IX. チャープ型ファイバーブラッググレーティングとは何か、FBGはチャープを必要とするか?

X. ファイバーブラッググレーティングのグレーティング長(測定長) - 長い方が良いか、短い方が良いか?

XI. ファイバーブラッググレーティングの3dB帯域幅(半値全幅またはFWHM) - 狭い方が良いか、広い方が良いか?

XII. ファイバーブラッググレーティングのサイドモード抑制比(SLSR) - 大きい方が良いか、小さい方が良いか?

XIII. ファイバーブラッググレーティングの反射率 - 高い方が良いか、低い方が良いか?

XIV. ファイバーブラッググレーティングの選び方(FBG購入のポイント)

XV. ファイバーブラッググレーティングの価格設定

XVI. 一般的なファイバーブラッググレーティング(FBG)のモデル、パラメータ、製品マニュアル


Ⅰ. ファイバーブラッググレーティング(FBG)とは?

A ファイバーブラッググレーティング is an optical device composed of a series of closely spaced periodic variations. These gratings are inscribed on optical fibers using different methods, creating what we call Fiber Bragg Gratings or FBG Sensors. Among them, gratings with uniform spacing are referred to as Fiber Bragg Gratings (ファイバーブラッググレーティング), which are the most commonly used FBGs by DCYS's clients.

ファイバーブラッググレーティング(FBG)の図

Ⅱ. FBGファイバーブラッググレーティングの分類

1. 製造方法に基づく分類:

ファイバーブラッググレーティングの異なる刻印方法により、以下に分類できます:

位相マスクを用いたUV書き込みFBGファイバーブラッググレーティング、

光ファイバープリフォームの引き抜きプロセス中に直接書き込まれるFBGファイバーブラッググレーティング、

フェムト秒レーザー位相マスクを用いて書き込まれるFBGファイバーブラッググレーティング、

フェムト秒レーザーの点ごとの書き込みを用いて書き込まれるFBGファイバーブラッググレーティング 、など。

室温におけるシングルポイントファイバーブラッググレーティング(FBG)の物理図

2. 使用される光ファイバーの種類に基づく分類:

Fiber Bragg Gratings engraved by DCYS are used various specialty optical fibers offered by DCYS. According to the different kinds of optical fibers, it can be divided into Polyimide Fiber Bragg Gratings  (FBGs), Polarization-Maintaining Fiber Bragg Gratings (FBGs) 、そして Multi-Core Fiber Bragg Gratings (FBGs) etc.

3. センシング点の数に基づく分類:

ファイバー上のFBGの数に応じて、以下に分類できます:

単点ファイバーブラッググレーティング(上記の画像に示されているように)、

多点ファイバーブラッググレーティング(FBGストリング/アレイ、ファイバーブラッググレーティングシリーズ)、

多芯ファイバーブラッググレーティング、など。

Image below is an OFSCN® typical multi-point ファイバーブラッググレーティング (8-point ファイバーブラッググレーティング string/array).

室温における多点ファイバーブラッググレーティングストリング/アレイ (FBG) の物理図

Spectrum of OFSCN® typical multi-point ファイバーブラッググレーティング (8-point ファイバーブラッググレーティング string/array) is below:

OFSCN® キャピラリシームレス鋼管ファイバーブラッググレーティング (FBG) センサーのファイバーブラッググレーティングストリング/アレイ (FBG) の測定図 (準分散型 FBG センサーの測定図)

4. FBGの周期性に基づく分類:

FBG上のグレーティングピッチの特性に応じて、以下に分類できます:

均一な間隔を持つユニフォームファイバーブラッググレーティング、

長周期ファイバーブラッググレーティング、

位相シフトファイバーブラッググレーティング、

サンプリングファイバーブラッググレーティング、

チャープ型ファイバーブラッググレーティング、など。

5. 反射率と透過率に基づく分類:

According to the different reflectivity of FBG produced by DCYS, it can be divided into: 

従来のファイバーブラッググレーティング(反射率30%から90%)。

弱反射ファイバーブラッググレーティング(反射率30%未満、百万分の一まで)。

高反射ファイバーブラッググレーティング(反射率90%以上)。透過率も同様の概念に従います。

6. 動作温度範囲に基づく分類:

According to the different operating temperature range of FBG produced by DCYS, it can be divided into: 

標準ファイバーブラッググレーティング(動作温度範囲-40°Cから100°C以上)。

高温耐性ファイバーブラッググレーティング(動作温度300°C以上)。

低温耐性ファイバーブラッググレーティング(動作温度-100°C未満)。

OFSCN® キャピラリシームレス鋼管用ポリイミド FBG FBG 温度/ひずみ/応力センサー

7. FBGのひずみ容量に基づく分類:

According to the different maximum strain capacity of FBG produced by DCYS, it can be divided into: 

通常のファイバーブラッググレーティング(ひずみ容量10,000 με未満)。

高ひずみファイバーブラッググレーティング(ひずみ容量10,000 με以上、典型的には30,000 με、最大50,000 με)。

Fiber Bragg Gratings have many その他 classification methods, and DCYS can provide customizations for various types of Fiber Bragg Gratings.

Ⅲ. ファイバーブラッググレーティング(FBG)は何ができるか?

In DCYS, ファイバーブラッググレーティング(FBG) is primarily used for sensing and measurement. We have numerous patents and rich experience in this field. FBG is sometimes utilized for communication filtering or in various power lasers. DCYS warmly welcomes collaboration in new applications for FBG.

Ⅳ. ファイバーブラッググレーティングとファイバーブラッググレーティングセンサーの関係

FBGと光ファイバーの固有の脆さのため、様々なエンジニアリングプロジェクトに直接使用することはできません。したがって、FBGは保護され、機能的にカプセル化される必要があります。カプセル化されたFBGはファイバーブラッググレーティングセンサーとしても知られ、以下のような製品を含みます: FBG温度センサー, FBGひずみセンサー、そしてその他のカスタマイズFBGセンサー. Using different encapsulation techniques, FBG can be manufactured into various types of sensors for optical fiber sensing. Encapsulated FBG sensors can be used for measuring temperature, strain, stress, vibration, displacement, shape, current, magnetic flux, and various その他 physical quantities. We won't go into further details about the various FBG sensors produced by DCYS.

ステンレス継目無鋼管パッケージFBG温度センサー用光ファイバーコネクタの物理図 ステンレス継目無鋼管パッケージFBG温度センサの物理図

Ⅴ. ファイバーブラッググレーティングを用いたセンシングの原理

FBGセンシングの式 'λB = 2neffΛ' に基づくと、FBGを光ファイバーセンシングに使用する原理は次のとおりです:

Ⅵ. Common ファイバーブラッググレーティング Videos Produced by DCYS

Physical videos showing common ファイバーブラッググレーティング produced by DCYS:

Ⅶ. FBG(ファイバーブラッググレーティング)の中心波長

By adjusting the grating pitch (also known as grating period, represented by the mathematical symbol Λ) in the FBG, DCYS can control the center wavelength (represented by the mathematical symbol λ) of the FBG. Theoretically, the center wavelength of FBG can be any value within the transmission band of single-mode or multi-mode optical fibers. However, in practical applications, due to the influence of the light source および optical path in the FBG復調器, the center wavelength of FBG is often located in the C-band (1525nm to 1565nm) or C+L band (1510nm to 1590nm), and sometimes it may be in the 800nm band or around 1064nm. DCYS can also customize FBGs for その他 wavelength ranges if there are corresponding demodulation devices.

Ⅷ. ファイバーブラッググレーティングのアニーリング

When FBGs produced by DCYS are used for temperature measurement, they undergo annealing at different temperature levels as required. After annealing, the center wavelength of the FBG becomes more stable at high temperatures when it is packaged into a ファイバーブラッググレーティング温度センサー。アニーリングプロセスは、製造中の内部管理技術です ファイバーブラッググレーティング温度センサー by the sensor manufacturer. DCYS will perform annealing tailored to your specific working conditions, so customers don't need to worry or communicate separately.

Ⅸ. チャープ型ファイバーブラッググレーティングとは何か、FBGはチャープを必要とするか?

どのFBGにおいても、その反射スペクトルには主ピークに付随して一連のサイドピーク(サイドローブとも呼ばれる)が現れます。これらのサイドローブのエネルギー強度は主ピークよりもはるかに小さいです。しかし、FBG復調器を設定・調整できない場合、復調器がサイドローブと主ピークを区別できず、これらのサイドローブが信号の一部として誤認識される可能性があります。結果として、これらのサイドローブ信号は復調器で分離できないノイズとなります。

To reduce the energy intensity of these sidelobes further, DCYS typically employs chirping on the FBG during production. Chirping involves modulating the refractive index amplitude of the FBG using specific functions. After chirping, the FBG is called a チャープファイバーブラッググレーティング, and its energy density in the reflection spectrum corresponds to significantly reduced reflectivity.

For some special FBGs, chirping might not be feasible in DCYS. However, our FBG復調器 システム内のソフトウェア設定を通じてこれらのサイドローブをフィルタリングできます。そのような場合、FBGがチャープを必要とするかどうかは重要ではなくなります。

Ⅹ. ファイバーブラッググレーティング(FBG)のグレーティング領域長(測定点長)、より長い方が良いか、より短い方が良いか?

The grating area length of FBG, also known as the measurement point length, determines how close the FBG is to representing a physical point. However, whether a longer or shorter grating area length is better depends on the specific environment in which the FBG sensor is used. In DCYS, the common grating area lengths for FBG are 15 millimeters, 10 millimeters, 8 millimeters, 5 millimeters, 3 millimeters, および 1 millimeter.

Customers can define and adjust the grating area length of FBG customized by DCYS, but different lengths may lead to changes in その他 parameters. Therefore, it is necessary to discuss with us during the purchase process to strike a balance and make informed choices based on various parameters. DCYS will also provide targeted recommendations based on your specific application environment.

Ⅺ. ファイバーブラッググレーティングの3dB帯域幅(半値全幅またはFWHM)、より狭い3dB帯域幅が良いか、より広い方が良いか?

FBGの3dB帯域幅は、半値全幅(FWHM)とも呼ばれ、主ピークのエネルギー密度が半分に減少したときにFBGが占める帯域幅です。FBGセンサーの分野では、一般的に3dB帯域幅は小さい方が良いとされています(思ったほど重要ではないかもしれませんが)、これは FBG復調器 .

The 3dB bandwidth of FBG is influenced by その他 parameters. For FBGs produced by DCYS, the 3dB bandwidth is typically between 0.2nm to 2.0nm (varies with その他 parameters). Therefore, during the purchase process, it is essential to discuss with us to make balanced decisions based on different parameters. DCYS will provide targeted recommendations based on your specific application environment.

Ⅻ. ファイバーブラッググレーティングのサイドモード抑制比(サイドローブ抑制率またはSLSR)、より大きいSLSRが良いか、より小さい方が良いか?

FBGのサイドモード抑制比(SLSR)は、メインピークとサイドローブ間のエネルギー密度の差を測定するものです。FBGセンサーの分野では、一般的にSLSRが大きいほど優れています(ただし、考えているほど重要ではないかもしれません)。しかし、一般的に、12dBを超えるSLSRは、 FBG復調器の要件。

The SLSR of FBG is influenced by その他 parameters. Therefore, during the purchase process, it is necessary to discuss with us to make balanced decisions based on different parameters. DCYS will provide targeted recommendations based on your specific application environment.

XIII. ファイバーブラッググレーティングの反射率、高い方が良いのか低い方が良いのか?

ファイバーブラッググレーティングの反射率とは、FBGのすべての弱い反射面が重なった後、入射光を対応する中心波長で反射する能力を指し、通常、パーセンテージで表されます。

FBGの最適な反射率は、特定のアプリケーション環境と FBG復調器 使用されます。したがって、高い反射率が良いのか低い反射率が良いのかを一概に言うことはできません。

The reflectivity of FBG is influenced by その他 parameters. Therefore, during the purchase process, it is essential to discuss with us to make balanced decisions based on different parameters. DCYS will provide targeted recommendations based on your specific application environment.

In DCYS, the production of Fiber Bragg Gratings includes conventional FBGs (reflectivity 30% to 90%), weak reflectivity FBGs (reflectivity less than 30%, even reaching parts per million)、そして high reflectivity FBGs (reflectivity greater than 90%). You can choose according to your specific needs.

XIV. ファイバーブラッググレーティングの購入方法(購入のポイント)

DCYS produces a wide range of Fiber Bragg Gratings (FBG) with various applications. These FBGs can be encapsulated in FBG sensors for specific uses or used as bare FBG fibers. When making a purchase, consider the following points based on your requirements:

1. FBGで測定する物理量を特定する

FBGの場合、測定する物理量を特定することが重要です。主に温度(温度センシング用)とひずみ(変形、力、変位、振動、加速度などの測定用)であり、他のほとんどの物理量は温度とひずみから導き出されるためです。

2. FBGの最大測定範囲を決定する

温度センシングの場合、FBGが使用される温度範囲を確認します。ひずみセンシングの場合、FBGが測定する必要がある最大ひずみまたは変形を決定します。

3. FBGの測定点数を指定する

単一点または多点温度測定が必要かどうかを決定します。多点温度測定の場合、1本のFBGファイバーに必要なFBGの数を指定します。

4. FBGの波長範囲を定義する

FBGの波長範囲は、主にFBG復調器がテストできる範囲によって決まります。一般的な波長範囲には、Cバンド(1525nm~1565nm)、C+Lバンド(1510nm~1590nm)、および800nmバンド(800nm~900nm)があります。その他のカスタム波長範囲についてはご相談ください。

XV. ファイバーブラッググレーティングの価格

Once you provide the required parameters, such as the FBG length, physical quantity, measuring range, number of measurement points, wavelength range, および purchase quantity to DCYS, we will be able to calculate the price for you.

XVI. Models, Parameters, および Product Manuals of DCYS's Common FBGs

1. 従来型ファイバーブラッググレーティングの製品マニュアル

従来型FBGはUVフォトマスク法を用いて書き込まれ、使用されるファイバーはポリイミドコーティングファイバーです。

2. 高温・低温耐性ファイバーブラッググレーティングの製品マニュアル

高温・低温耐性FBGはUVフォトマスク法を用いて書き込まれ、使用されるファイバーは高温・低温に耐性のあるポリイミドコーティングファイバーです。

3. 高温・低温耐性フェムト秒ファイバーブラッググレーティングの製品マニュアル

高温・低温耐性FBGフェムト秒ファイバーブラッググレーティングはフェムト秒レーザー書き込み法を用いて書き込まれ、使用されるファイバーは高温・低温に耐性のあるポリイミドコーティングファイバーです。

4. 高強度ファイバーブラッググレーティングの製品マニュアル

タイトル
従来型ファイバーブラッググレーティング - FBG - ファイバーブラッググレーティングアレイ - 光ファイバーグレーティング - UVフォトマスク書き込み - アクリレート再コーティング
ポリイミド再コーティングファイバーブラッググレーティング - 光ファイバーグレーティング - ファイバーブラッググレーティングアレイ - UVフォトマスク書き込み
フェムト秒ファイバーブラッググレーティング - FBG - 光ファイバーグレーティング - 超高速レーザーポイント・バイ・ポイント書き込み - ファイバーブラッググレーティングアレイ
高強度FBG - 被覆剥離なしFBG - 高引張強度・高ひずみFBG - ひずみ ≥25000με
金めっきファイバーブラッググレーティング - 金めっきFBGアレイ - 金属光ファイバー内FBG
キャピラリーファイバーブラッググレーティング - 細径ファイバーブラッググレーティングアレイ - 80μmコーティング径FBG - 100μm細径FBG
多心ファイバーブラッググレーティング(FBG) - 多心FBGアレイ - 7心FBG - 3心FBG
チャープファイバーブラッググレーティング - UVフォトマスク書き込みCFBG - ポリアクリレート再コーティング - ポリイミド再コーティング
レーザーファイバーブラッググレーティング - UVフォトマスク書き込みLFBG