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Das verborgene Juwel der Glasfaseroptik: Was ist ein Faser-Bragg-Gitter und wie funktioniert es?
Im heutigen Zeitalter rasanter technologischer Entwicklung ist die Glasfasertechnologie zu einem Kern der Informationsübertragung geworden. Im Bereich der Glasfaser ist das Faser-Bragg-Gitter (FBG) eine Technologie mit großem Potenzial. Es kann nicht nur zum Filtern von Lichtwellen verwendet werden, sondern findet auch breite Anwendung in Sensoren, optischen Reflektoren und anderen Anwendungen. Also, was genau ist ein Faser-Bragg-Gitter? Wie funktioniert es?
Geschichte der Faser-Bragg-Gitter
Die Geschichte der Faser-Bragg-Gitter beginnt im Jahr 1978, als Ken Hill das erste Bragg-Gitter in einer Glasfaser vorführte. Mit dem Fortschritt der Technologie demonstrierten Gerald Merz und seine Kollegen 1989 eine flexiblere laterale holografische Schreibtechnik, die die Herstellung von Faser-Bragg-Gittern bequemer und schneller machte.
Funktionsprinzip des Faser-Bragg-Gitters
Die ordnungsgemäße Funktion von Glasfaserkomponenten hängt in erster Linie vom Prinzip der Fresnel-Reflexion ab. Zwischen Medien mit unterschiedlichem Brechungsindex wird Licht an der Schnittstelle sowohl reflektiert als auch gebrochen. Gleichzeitig wird der Brechungsindex des Lichts im Kern der optischen Faser periodisch angepasst, wodurch ein optischer Spiegel entsteht, der einer bestimmten Wellenlänge entspricht.
Die reflektierte Wellenlänge (λB) wird durch die Beziehung zwischen dem Brechungsindex der externen Faser bestimmt
Typen von Faser-Bragg-Gittern
Basierend auf unterschiedlichen lichtempfindlichen Mechanismen können Faser-Bragg-Gitter in viele Typen unterteilt werden. Das am weitesten verbreitete Faser-Bragg-Gitter ist hier das Standard-Gitter. Es weist ein Reflexionsspektrum auf, das dem Komplement des Transmissionsspektrums entspricht, und weist praktisch keine optische Verzerrung auf.
Standardtypen von Bragg-Gittern können in verschiedenen Gasumgebungen geschrieben werden, beispielsweise mit hydrierten oder nicht hydrierten Antimonsilikatfasern.
Herstellungsverfahren für Faser-Bragg-Gitter
Zu den derzeit gängigen Herstellungsverfahren zählen Technologien zur Erzeugung von sichtbarem Licht, Ultraviolettlasern und Mehrphotonenanregung. Diese Technologien ermöglichen die stabile Erzeugung effizienter Faser-Bragg-Gitter in unterschiedlichen Umgebungen.
Anwendungsaussichten von Faser-Bragg-Gittern
Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie werden Faser-Bragg-Gitter immer häufiger eingesetzt und zeigen Potenzial in vielen Bereichen wie Kommunikation, Sensorik und medizinischer Behandlung. Seine Einzigartigkeit ermöglicht es FBG, auch in Zukunft immer komplexere technische Anforderungen zu erfüllen.
AbschlussDie Telekommunikations-, Luft- und Raumfahrt- sowie die Energiebranche haben allesamt großes Interesse an Faser-Bragg-Gittern gezeigt.
Obwohl Faser-Bragg-Gitter in der modernen Technologie eine wichtige Rolle spielen, bergen sie immer noch großes Potenzial und unbekannte Möglichkeiten. Angesichts der immer intensiveren Forschung und der zunehmenden Anwendungsmöglichkeiten stellt sich die Frage, welche Überraschungen uns Faser-Bragg-Gitter in Zukunft noch bringen werden?
