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您知道嗎？光纖光柵如何在感測技術中發揮關鍵作用？
光纖光柵（Fiber Bragg Grating, FBG）是一種分布式布拉格反射器，構建於光纖的短段落中，能夠反射特定波長的光並傳輸其他波長。這種技術已成為現代感測技術的重要組成部分，廣泛應用於各種領域，例如結構健康監測、溫度測量和壓力監測等。
光纖光柵的工作原理在於通過在光纖核心中創建折射率的周期性變化，來生成波長特定的介電鏡。
了解光纖光柵的歷史背景，我們可以追溯到1978年，當時德克薩斯科技大學的研究人員肯·希爾（Ken Hill）首次展示了光纖中的光柵。最初，這些光柵是使用可見光激光器結構製作的，但到了1989年，杰拉爾德·梅爾茲（Gerald Meltz）及其團隊則開發了一種更靈活的橫向全息刻寫技術，能夠從光纖側面照射激光，進而製作出更為複雜的光柵結構。
光纖光柵的工作原理
光纖光柵的基本原理基於弗涅耳反射，當光在不同折射率的介質之間傳播時，會在界面反射和折射。反射波長稱為布拉格波長，其與光纖核心的有效折射率及光柵周期相關。
布拉格波長的公式為 λB = 2neΛ，其中 ne 是光纖核心的有效折射率，Λ 是光柵的周期。
這一特性使得光纖光柵在感測應用方面具有顯著優勢，因為它們能精確地檢測特定的環境變化，例如溫度變化或機械變形，透過反射波長的微小變化進行測量。
光纖光柵的類型
根據其製作過程中所用的光敏機制不同，光纖光柵可以分為幾種類型。如標準光柵是最常見的類型，通常無論在氫化還是非氫化的光纖中皆可使用。而其他類型如 II 類光柵或再生光柵則具有各自特定的性質以及常見應用場景。
標準光栅通常被稱為標準光柵，具有很高的反射率，並且能在多種環境中穩定運作。
透過不同的製作技術，可以構建出各種具有不同特性的光纖光柵。例如，帶有「啟動」特徵的光纖光柵能夠提供優異的環境響應，這在感測技術中極具實用價值。
光纖光柵在感測技術中的應用
光纖光柵被廣泛應用於工程結構健康監測、氣體和液體的傳感器、醫療診斷設備等領域。在結構監測方面，這些光纖光柵可以用於監控橋樑、隧道和建築物的穩定性，通過測量微小的變形和應力變化，及時發現潛在問題。
隨著技術的發展，光纖光柵的應用範圍正不斷拓展，並在現代科技中發揮關鍵作用。
在醫療方面，光纖光柵可用於提供精確的生理參數測量，幫助醫生更好地了解和診斷病人情況。此外，這些光纖光柵的利用也極能促進安全監控系統的發展，保證各類工業和市政設施的運營安全。
不僅如此，隨著光技術的進步，對光纖光柵的需求也在增長，這促使相關製造技術和材料不斷創新。因此，我們可能面臨一個問題：在未來的科技發展中，光纖光柵如何繼續影響各個行業的進步與安全保障呢？
