Волоконная брэгговская решетка - строка FBG - концепция, классификация, применение, принцип, параметры, процесс, видео, цена
Содержание:
Ⅰ. Что такое волоконная брэгговская решетка (FBG)?
А Волоконная брэгговская решетка 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 (Волоконная брэгговская решетка), which are the most commonly used FBGs by DCYS's clients.
Ⅱ. Классификация FBG волоконных брэгговских решеток
1. Классификация по методам изготовления:
В зависимости от различных методов нанесения решеток, их можно разделить на:
FBG, записанные УФ-излучением с использованием фазовых масок,
FBG, записанные непосредственно в процессе вытяжки волокна из заготовок,
FBG, записанные с использованием фемтосекундных лазерных фазовых масок,
FBG, записанные с помощью фемтосекундного лазера поточечно , и т.д.
2. Классификация по типу используемого оптического волокна:
Используются волоконные решетки Брэгга с гравировкой DCYS. различные специальные оптические волокна, предлагаемые 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) , и Multi-Core Fiber Bragg Gratings (FBGs) etc.
3. Классификация по количеству точек измерения:
В зависимости от количества FBG на волокне, их можно разделить на:
Одноточечные волоконные брэгговские решетки (как показано на изображении выше),
Многоточечные волоконные брэгговские решетки (строки/массивы FBG, серии волоконных брэгговских решеток),
Многосердцевинные волоконные брэгговские решетки и т.д.
Изображение ниже представляет собой типичную многоточечную волоконную решетку Брэгга OFSCN® (8-точечную цепочку/массив волоконной решетки Брэгга).
Спектр типичной многоточечной волоконной брэгговской решетки OFSCN® (8-точечная строка/массив волоконной брэгговской решетки) приведен ниже:
4. Классификация по периодичности FBG:
В зависимости от характеристик шага решетки на FBG, их можно разделить на:
Однородные волоконные брэгговские решетки с регулярным шагом,
Длиннопериодные волоконные брэгговские решетки,
Фазосдвинутые волоконные брэгговские решетки,
Дискретизированные волоконные брэгговские решетки,
Чирпированные волоконные брэгговские решетки и т.д.
5. Классификация по отражательной и пропускной способности:
В зависимости от различной отражательной способности ВБР, производимые DCYS, их можно разделить на:
Обычные волоконные брэгговские решетки (отражательная способность от 30% до 90%).
Слабоотражающие волоконные брэгговские решетки (отражательная способность менее 30%, вплоть до долей на миллион).
Высокоотражающие волоконные брэгговские решетки (отражательная способность более 90%). Пропускная способность подчиняется аналогичным концепциям.
6. Классификация по диапазону рабочих температур:
В зависимости от диапазона рабочих температур ВБР, производимые DCYS, их можно разделить на:
Стандартные волоконные брэгговские решетки (диапазон рабочих температур от -40°C до выше 100°C).
Термостойкие волоконные брэгговские решетки (рабочая температура выше 300°C).
Хладостойкие волоконные брэгговские решетки (рабочая температура ниже -100°C).
 |
7. Классификация по деформационной способности FBG:
В соответствии с различной максимальной деформационной способностью ВБР, производимых DCYS, их можно разделить на:
Обычные волоконные брэгговские решетки (деформационная способность менее 10 000 με).
Высокодеформационные волоконные брэгговские решетки (деформационная способность более 10 000 με, типично 30 000 με, до 50 000 με).
Волоконные решетки Брэгга имеют множество других методов классификации, и DCYS может предоставить индивидуальные настройки для различных типов волоконных решеток Брэгга.
Ⅲ. Что может делать волоконная брэгговская решетка (FBG)?
В DCYS волоконная брэгговская решетка (ВБР) в основном используется для считывания и измерения. У нас есть многочисленные патенты и богатый опыт в этой области. ВБР иногда используется для фильтрации связи или в лазерах различной мощности. DCYS тепло приветствует сотрудничество в разработке новых приложений для ВБР.
Ⅳ. Связь между волоконной брэгговской решеткой и датчиком на основе волоконной брэгговской решетки
Из-за inherent хрупкости FBG и оптических волокон их нельзя напрямую использовать в различных инженерных проектах. Поэтому FBG необходимо защищать и функционально инкапсулировать. Инкапсулированная FBG, также известная как датчик волоконной брэгговской решетки, включает такие продукты, как температурные датчики FBG, датчики деформации FBG, идругие индивидуальные датчики FBG. Используя различные методы инкапсуляции, из ВБР можно изготавливать различные типы датчиков для измерения оптического волокна. Инкапсулированные датчики ВБР можно использовать для измерения температуры, деформации, напряжения, вибрации, смещения, формы, тока, магнитного потока и различных других физических величин. Мы не будем вдаваться в подробности о различных датчиках ВБР, производимых DCYS.
 |
 |
Ⅴ. Принцип использования волоконной брэгговской решетки для сенсорики
Основываясь на формуле сенсорики FBG 'λB = 2neffΛ', принцип использования FBG для оптоволоконного зондирования заключается в следующем:
Ⅵ. Видео о решетках Брэгга для обычных волокон, подготовленное DCYS
Физические видеоролики, демонстрирующие обычную волоконную решетку Брэгга производства DCYS:
Ⅶ. Центральная длина волны FBG (волоконной брэгговской решетки)
Регулируя шаг решетки (также известный как период решетки, обозначаемый математическим символом Λ) в ВБР, DCYS может управлять центральной длиной волны (представленной математическим символом λ) ВБР. Теоретически центральная длина волны ВБР может иметь любое значение в пределах полосы пропускания одномодовых или многомодовых оптических волокон. Однако в практических приложениях из-за влияния источника света и оптического пути в демодулятора FBGЦентральная длина волны ВБР часто находится в диапазоне C (от 1525 до 1565 нм) или диапазоне C+L (от 1510 до 1590 нм), а иногда она может находиться в диапазоне 800 нм или около 1064 нм. DCYS также может настроить ВБР для других диапазонов длин волн, если имеются соответствующие устройства демодуляции.
Ⅷ. Отжиг волоконной брэгговской решетки
Когда ВБР, производимые DCYS, используются для измерения температуры, они подвергаются отжигу при различных уровнях температуры по мере необходимости. После отжига центральная длина волны ВБР становится более стабильной при высоких температурах, когда она упакована в Температурный датчик на основе волоконной брэгговской решетки. Процесс отжига является внутренней техникой контроля при производстве Температурный датчик на основе волоконной брэгговской решетки производителем датчика. DCYS выполнит отжиг с учетом ваших конкретных условий работы, поэтому клиентам не придется беспокоиться или общаться отдельно.
Ⅸ. Что такое чирпированная волоконная брэгговская решетка, и нужен ли чирп для FBG?
Для любой FBG в ее спектре отражения основной пик сопровождается серией боковых пиков (также известных как боковые лепестки). Энергетическая интенсивность этих боковых лепестков намного меньше, чем у основного пика. Однако в некоторых случаях, когда невозможно настроить и отрегулировать демодулятор FBG, демодулятор может не отличить боковые лепестки от основного пика, что приводит к ошибочному распознаванию этих боковых лепестков как части сигнала. Следовательно, эти сигналы боковых лепестков становятся шумом, который невозможно отделить в демодуляторе.
Чтобы еще больше снизить энергоемкость этих боковых лепестков, DCYS обычно использует чирпирование ВБР во время производства. Чирпинг включает в себя модуляцию амплитуды показателя преломления ВБР с использованием определенных функций. После чирпирования ВБР называется чирпированной волоконной решеткой Брэгга, и ее плотность энергии в спектре отражения соответствует значительно уменьшенной отражательной способности.
Для некоторых специальных ВБР чирпинг может быть невозможен в DCYS. Однако наш демодулятора FBG может отфильтровать эти боковые лепестки с помощью программных настроек внутри системы. В таких случаях необходимость чирпирования FBG становится менее важной.
Ⅹ. Длина области решетки (длина точки измерения) волоконной брэгговской решетки (FBG), лучше иметь большую или меньшую длину области решетки?
Длина области решетки ВБР, также известная как длина точки измерения, определяет, насколько близка ВБР к представлению физической точки. Однако выбор более длинного или короткого участка решетки зависит от конкретной среды, в которой используется датчик ВБР. В DCYS обычная длина области решетки для ВБР составляет 15 миллиметров, 10 миллиметров, 8 миллиметров, 5 миллиметров, 3 миллиметра и 1 миллиметр.
Клиенты могут определять и регулировать длину области решетки ВБР по индивидуальному заказу DCYS, но разная длина может привести к изменениям других параметров. Поэтому необходимо обсудить с нами в процессе покупки, чтобы найти баланс и сделать осознанный выбор на основе различных параметров. DCYS также предоставит целевые рекомендации, основанные на вашей конкретной прикладной среде.
Ⅺ. Полоса пропускания 3 дБ волоконной брэгговской решетки (полная ширина на полувысоте), лучше иметь более узкую или более широкую полосу пропускания 3 дБ?
Полоса пропускания 3 дБ FBG, также известная как полная ширина на полувысоте (FWHM), представляет собой полосу, занимаемую FBG, когда плотность энергии ее основного пика уменьшается вдвое. В области датчиков FBG обычно предпочтительна меньшая полоса пропускания 3 дБ (хотя это может быть не так критично, как вы думаете) из-за ограничений в демодулятора FBG .
На полосу пропускания ВБР 3 дБ влияют и другие параметры. Для ВБР производства DCYS полоса пропускания 3 дБ обычно составляет от 0,2 до 2,0 нм (зависит от других параметров). Поэтому в процессе покупки важно обсудить с нами, чтобы принять взвешенные решения, основанные на различных параметрах. DCYS предоставит целевые рекомендации, основанные на вашей конкретной прикладной среде.
Ⅻ. Коэффициент подавления боковых мод волоконной решетки Брэгга (коэффициент подавления боковых лепестков или SLSR): лучше иметь SLSR большего или меньшего размера?
Коэффициент подавления боковых мод (SLSR) FBG является мерой разницы в плотности энергии между основным пиком и боковыми лепестками. В области датчиков FBG больший SLSR обычно лучше (хотя это может быть не так важно, как вы думаете). Однако в целом SLSR более 12 дБ достаточен для демодулятора FBGтребований.
На SLSR ВБР влияют и другие параметры. Поэтому в процессе покупки необходимо обсудить с нами, чтобы принять взвешенное решение, исходя из разных параметров. DCYS предоставит целевые рекомендации, основанные на вашей конкретной прикладной среде.
XIII. Отражательная способность волоконной брэгговской решетки: лучше высокая или низкая отражательная способность?
Отражательная способность волоконной брэгговской решетки — это ее способность отражать падающий свет на соответствующей центральной длине волны после суперпозиции всех слабых отражающих поверхностей FBG, обычно выражается в процентах.
Оптимальная отражательная способность FBG зависит от конкретной среды применения и демодулятора FBG используемого. Поэтому невозможно сделать общее утверждение о том, лучше ли более высокая или более низкая отражательная способность.
На отражательную способность ВБР влияют и другие параметры. Поэтому в процессе покупки важно обсудить с нами, чтобы принять взвешенные решения, основанные на различных параметрах. DCYS предоставит целевые рекомендации, основанные на вашей конкретной прикладной среде.
В DCYS производство волоконных решеток Брэгга включает в себя обычные ВБР (отражательная способность от 30% до 90%), ВБР со слабой отражательной способностью (отражательная способность менее 30%, даже достигает частей на миллион) и ВБР с высокой отражательной способностью (отражательная способность более 90%). Вы можете выбрать в соответствии с вашими конкретными потребностями.
XIV. Как приобрести волоконные брэгговские решетки (ключевые моменты при покупке FBG)
DCYS производит широкий ассортимент волоконных решеток Брэгга (ВБР) различного назначения. Эти ВБР могут быть инкапсулированы в датчики ВБР для конкретных целей или использоваться как голые волокна ВБР. Совершая покупку, учитывайте следующие моменты, исходя из ваших требований:
1. Определите физические величины для измерения с помощью FBG
Для FBG важно определить измеряемые физические величины, в основном температуру (для измерения температуры) и деформацию (для измерения деформации, силы, перемещения, вибрации, ускорения и т.д.), так как большинство других физических величин могут быть получены из температуры и деформации.
2. Определите максимальный диапазон измерения FBG
Для измерения температуры подтвердите температурный диапазон, в котором будет использоваться FBG. Для измерения деформации определите максимальную деформацию или перемещение, которые должен измерять FBG.
3. Укажите количество точек измерения для FBG
Решите, требуются ли одноточечные или многоточечные измерения температуры. Для многоточечных измерений температуры укажите количество FBG на одном волокне FBG.
4. Определите диапазон длин волн FBG
Диапазон длин волн FBG в основном определяется диапазоном, который может тестировать ваш демодулятор FBG. Обычные диапазоны включают C-диапазон (1525–1565 нм), C+L диапазон (1510–1590 нм) и 800 нм диапазон (800–900 нм). Другие нестандартные диапазоны могут быть обсуждены.
XV. Цена волоконной брэгговской решетки
Как только вы предоставите DCYS необходимые параметры, такие как длина ВБР, физическое количество, диапазон измерения, количество точек измерения, диапазон длин волн и объем закупки, мы сможем рассчитать для вас цену.
XVI. Модели, параметры и руководства по продуктам обычных ВБР DCYS
1. Руководство по продукции для обычных волоконных брэгговских решеток
Обычные FBG записываются методом УФ-фотомаски, а используемое волокно — с полиимидным покрытием.
2. Руководство по продукции для высокотемпературных и низкотемпературных волоконных брэгговских решеток
Высокотемпературные и низкотемпературные FBG записываются методом УФ-фотомаски, а используемое волокно — с полиимидным покрытием, устойчивым к высоким и низким температурам.
3. Руководство по продукции для высокотемпературных и низкотемпературных фемтосекундных волоконных брэгговских решеток
Высокотемпературные и низкотемпературные фемтосекундные волоконные брэгговские решетки FBG записываются методом фемтосекундного лазера, а используемое волокно — с полиимидным покрытием, устойчивым к высоким и низким температурам.
4. Руководство по продукции для высокопрочных волоконных брэгговских решеток