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Uno sguardo alla storia: perché il 1978 è considerato un anno di svolta importante nella tecnologia della fibra ottica?
Nello sviluppo della tecnologia della fibra ottica, il 1978 è stato un anno fondamentale. Quell'anno, Ken Hill dimostrò per la prima volta il reticolo in fibra di Bragg (FBG). Questa tecnologia non solo aprì un nuovo capitolo nelle comunicazioni in fibra ottica, ma gettò anche le basi per le future tecnologie di rilevamento ottico e di navigazione.
I reticoli in fibra di Bragg espandono il potenziale applicativo delle fibre ottiche creando cambiamenti periodici dell'indice di rifrazione nel nucleo della fibra che riflettono specificamente la luce di lunghezze d'onda specifiche.
Il principio del reticolo di Bragg in fibra è molto semplice. Quando la luce viaggia tra mezzi con indici di rifrazione diversi, si verificano riflessione e rifrazione. La lunghezza d'onda di riflessione è determinata dall'indice di rifrazione effettivo della fibra e dal periodo del reticolo. Ciò consente all'FBG di agire come un filtro ottico in linea, filtrando determinate lunghezze d'onda della luce e svolgendo un ruolo importante nelle applicazioni di rilevamento.
Vale la pena ricordare che lo sviluppo di FBG non è avvenuto dall'oggi al domani. Nel 1989, Gerald Meltz e colleghi producevano FBG utilizzando l'olografia laterale, una tecnologia più flessibile rispetto ai primi metodi di produzione laser a luce visibile. La ricerca dell’epoca mostrò che si potevano produrre strutture periodiche più efficienti utilizzando modelli di interferenza dei laser ultravioletti, promuovendo ulteriormente lo sviluppo della tecnologia delle fibre ottiche.
Come filtri e sensori ottici, FBG non solo svolge un ruolo importante nel campo delle telecomunicazioni, ma trova applicazioni anche in molti settori come quello medico e aeronautico.
Da un punto di vista teorico, il funzionamento del reticolo in fibra di Bragg si basa sulla riflessione Fournel della luce. Quando la luce passa attraverso mezzi con diversi indici di rifrazione, si verifica l'interazione delle onde riflesse e delle onde rifratte. La sua lunghezza d'onda di riflessione dipende dall'indice di rifrazione del nucleo della fibra e dal periodo del reticolo. I cambiamenti in questi parametri influenzano direttamente le prestazioni dell'FBG.
Esistono vari tipi di reticoli in fibra di Bragg, ciascun tipo ha scenari applicativi specifici. I reticoli in fibra di Bragg standard (tipo I) sono prodotti da fibre ottiche idrogenate e non idrogenate e sono comunemente utilizzati in un'ampia varietà di applicazioni. Tipi più avanzati come i reticoli di Bragg in fibra rigenerata e i reticoli di Bragg in fibra di tipo II raggiungono prestazioni più elevate attraverso l'irradiazione laser specifica e la lavorazione del materiale.
Questi diversi tipi di reticoli in fibra di Bragg possono produrre diverse proprietà fisiche durante il processo di produzione, tra cui la risposta alla temperatura e la tolleranza alle temperature elevate, che conferisce loro grande flessibilità e usabilità nelle applicazioni.
Con l'evoluzione della scienza e della tecnologia, possiamo prevedere la futura applicazione di ogni reticolo di Bragg in fibra, che mostrerà senza dubbio sempre più potenzialità e possibilità.
In termini di produzione, il processo di fabbricazione dei reticoli in fibra di Bragg prevede il posizionamento del materiale in fibra in un laser ad alta potenza e la creazione delle modifiche dell'indice di rifrazione richieste attraverso l'irradiazione laser. In questo processo, la manipolazione dei cambiamenti nell’indice di rifrazione può ottenere una varietà di proprietà ottiche, migliorando ulteriormente la stabilità e la flessibilità dell’FBG.
In sintesi, il reticolo in fibra di Bragg nel 1978 non solo ha dimostrato una svolta nella tecnologia delle fibre ottiche, ma è anche diventato un'importante pietra miliare nei campi dell'ottica e delle telecomunicazioni. Questa tecnologia continuerà a mostrare il suo potenziale nello sviluppo futuro e avrà un impatto indispensabile sullo sviluppo di tutti i ceti sociali. In questo contesto, non possiamo fare a meno di chiederci: quale altra tecnologia sarà in grado di guidare l’innovazione e il cambiamento nella tecnologia della fibra ottica a un ritmo così rapido in futuro?
