Language
Country/Area
No result found
ل تعلم كيف تلعب شبكات الألياف Bragg دورًا رئيسيًا في تكنولوجيا الاستشعار
شبكة الألياف براج (FBG) هي عبارة عن عاكس براج موزع مدمج في قسم قصير من الألياف الضوئية والذي يمكنه عكس الضوء بطول موجي محدد ونقل أطوال موجية أخرى. أصبحت هذه التقنية جزءًا مهمًا من تكنولوجيا الاستشعار الحديثة وتُستخدم على نطاق واسع في مجالات مختلفة، مثل مراقبة صحة الهياكل، وقياس درجة الحرارة، ومراقبة الضغط.
تعمل شبكات الألياف براج عن طريق إنشاء اختلافات دورية في معامل الانكسار في قلب الألياف الضوئية، مما يؤدي إلى توليد مرآة عازلة خاصة بطول الموجة.
لفهم الخلفية التاريخية للشبكات الليفية، يمكننا العودة إلى عام 1978، عندما قام كين هيل، الباحث في جامعة تكساس للتكنولوجيا، لأول مرة بإظهار الشبكات في الألياف الضوئية. في البداية، تم تصنيع هذه الشبكات باستخدام هياكل الليزر الضوئي المرئي، ولكن في عام 1989، طور جيرالد ميلتز وفريقه تقنية كتابة ثلاثية الأبعاد جانبية أكثر مرونة تسمح بإشعاع الليزر من جانب الألياف، مما يسمح بتصنيع هياكل شبكية أكثر تعقيدًا.
مبدأ عمل شبكة براج الليفية
يعتمد المبدأ الأساسي لشبكة براج الليفية على انعكاس فرينل. فعندما ينتشر الضوء بين وسائط ذات مؤشرات انكسار مختلفة، فإنه ينعكس وينكسر عند الواجهة. يُطلق على الطول الموجي المنعكس اسم طول موجة براج، وهو مرتبط بمؤشر الانكسار الفعال لنواة الألياف وفترة الشبكة.
صيغة طول موجة براج هي λB = 2neΛ، حيث ne هو معامل الانكسار الفعال لقلب الألياف و Λ هي فترة الشبكة.
تمنح هذه الخاصية FBGs مزايا كبيرة في تطبيقات الاستشعار لأنها قادرة على اكتشاف التغيرات البيئية المحددة بدقة، مثل التغيرات في درجات الحرارة أو التشوهات الميكانيكية، عن طريق قياس التغيرات الصغيرة في الطول الموجي المنعكس.
أنواع شبكات الألياف براج
يمكن تقسيم شبكات ألياف براج إلى عدة أنواع، اعتمادًا على آلية التحسس للضوء المستخدمة في تصنيعها. الشبكات القياسية هي النوع الأكثر شيوعًا ومتوفرة عمومًا في الألياف البصرية المهدرجة وغير المهدرجة. الأنواع الأخرى مثل النوع الثاني أو الشبكات المتجددة لها خصائصها الخاصة وسيناريوهات التطبيق المشتركة.
غالبًا ما يشار إلى الشبكات القياسية باسم الشبكات القياسية، والتي تتمتع بقدرة عاكسة عالية ويمكنها العمل بثبات في مجموعة متنوعة من البيئات.
من خلال تقنيات التصنيع المختلفة، يمكن إنشاء شبكات براج الليفية المتنوعة ذات الخصائص المختلفة. على سبيل المثال، يمكن لشبكات الألياف براج ذات ميزات "التنشيط" أن توفر استجابة بيئية ممتازة، وهو أمر ذو قيمة عملية كبيرة في تكنولوجيا الاستشعار.
تطبيقات شبكات الألياف براج في تكنولوجيا الاستشعار
تُستخدم شبكات الألياف براج على نطاق واسع في مراقبة صحة الهياكل الهندسية، وأجهزة استشعار الغاز والسوائل، ومعدات التشخيص الطبي وغيرها من المجالات. من حيث مراقبة الهياكل، يمكن استخدام شبكات الألياف براج هذه لمراقبة استقرار الجسور والأنفاق والمباني، واكتشاف المشاكل المحتملة في الوقت المناسب عن طريق قياس التشوهات الصغيرة وتغيرات الإجهاد.مع تطور التكنولوجيا، يتوسع نطاق تطبيق شبكات الألياف براج باستمرار ويلعب دورًا رئيسيًا في العلوم والتكنولوجيا الحديثة.
في الطب، يمكن استخدام شبكات الألياف براج لتوفير قياسات دقيقة للمعايير الفسيولوجية، مما يساعد الأطباء على فهم مرضاهم وتشخيصهم بشكل أفضل. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام شبكات الألياف براج هذه يمكن أن يعزز بشكل كبير تطوير أنظمة مراقبة الأمن لضمان التشغيل الآمن لمختلف المرافق الصناعية والبلدية.
ليس هذا فحسب، بل مع تقدم التكنولوجيا البصرية، يتزايد الطلب على شبكات الألياف براج أيضًا، مما دفع إلى الابتكار المستمر في تقنيات التصنيع والمواد ذات الصلة. ولذلك، قد نواجه سؤالاً: في ظل التطور التكنولوجي المستقبلي، كيف ستستمر شبكات الألياف براج في التأثير على تقدم وأمن الصناعات المختلفة؟
