¿Cuál es la función y el principio de la rejilla de fibra?
? Descripción general de los principios y parámetros característicos de las rejillas de fibra. El método de formación de rejillas de fibra utiliza principalmente varios tipos de láseres para provocar cambios periódicos en el índice de refracción axial de la fibra óptica, formando así un espacio espacial permanente. rejilla de fase. Su función Esencialmente, se forma un filtro o espejo (de transmisión o reflexión) en el núcleo de la fibra para reflejar el modo guiado con una frecuencia/longitud de onda determinada. El principio es similar a una película antirreflectante multicapa. Su longitud de onda de filtrado se llama longitud de onda de Bragg. Bajo ciertas condiciones, la longitud de onda de Bragg es igual al índice de refracción efectivo en la ubicación de la rejilla multiplicado por el período geométrico de la rejilla. El índice de refracción efectivo y el período de la rejilla cambiarán con la temperatura y el estado de tensión. Esta es también la base para las rejillas de fibra que se utilizan en la detección de tensión y temperatura.
Uso y mercado de la rejilla de fibra
Aplicación de la rejilla de fibra en el sistema de comunicación de fibra La rejilla de fibra, como un nuevo tipo de dispositivo óptico, se utiliza principalmente para comunicación por fibra, detección de fibra y óptica. procesamiento de información. Realiza muchas funciones especiales en comunicaciones de fibra óptica y se usa ampliamente. Los dispositivos de fibra óptica activa y pasiva que se pueden construir son:
Dispositivos activos: láser de fibra (el reflector de rejilla de banda estrecha se usa en estructuras como este). como DFB, y la longitud de onda puede ser sintonizada, etc.); láser semiconductor (rejilla de fibra como cavidad externa de retroalimentación y utilizada para estabilizar la fuente de luz de la bomba de 980 nm); amplificador de fibra (cavidad resonante de rejilla de Bragg);
Componentes pasivos: filtros (banda estrecha, banda ancha y banda de parada; multiplexor de división de longitud de onda WDM (matriz de rejilla de guía de onda, combinación de rejilla/filtro); agregar y soltar multiplexor Add-drop (enrutamiento de rejilla); compensador de dispersión (la rejilla de fibra con chirrido lineal realiza una compensación de un solo canal, la rejilla de fibra de muestreo realiza una compensación multicanal en el sistema WDM; dispositivo de codificación de rejilla de fibra del codificador OCDMA del retardador OTDM);
En sensores
Desde su aparición, la rejilla de fibra se ha utilizado ampliamente en el campo de la detección de fibra óptica. Los sensores de rejilla de fibra están atrayendo cada vez más atención debido a sus ventajas de interferencia antielectromagnética, anticorrosión, aislamiento eléctrico, alta sensibilidad y bajo costo, así como a su buena compatibilidad con fibras ópticas comunes. Dado que la longitud de onda resonante de la rejilla de fibra es sensible a los cambios de tensión, deformación y temperatura, se utiliza principalmente para medir la temperatura y la tensión. Este tipo de sensor obtiene información de detección modulando la longitud de onda central de la red de fibra de Bragg mediante parámetros externos (temperatura o tensión y deformación). Por lo tanto, el sensor tiene alta sensibilidad, fuerte capacidad antiinterferente, bajos requisitos de energía y estabilidad de la fuente de luz y es adecuado para mediciones precisas y exactas. Los sensores de rejilla de fibra Bragg representan ahora el 44,2% de los materiales a base de fibra. Los sensores de rejilla de fibra de Bragg se han utilizado en diversos aspectos, como el monitoreo de carreteras, puentes, presas, minas, aeropuertos, barcos, geotecnología, ferrocarriles, yacimientos de petróleo o gas. Una dirección de desarrollo de sensores son los sensores multipunto y distribuidos, que utilizan principalmente una combinación de WDM, TDM, SDM y CDMA.
En filtros
Los filtros de fibra óptica son un componente pasivo importante en las comunicaciones de fibra óptica. La aparición de las rejillas de fibra realmente hace realidad los filtros totalmente de fibra. Los filtros de rejilla de fibra tienen las ventajas de bajo costo, compatibilidad con fibras ópticas y fácil integración, lo que los convierte en dispositivos ideales en sistemas de comunicación de fibra óptica. Con la madurez de la tecnología de producción de rejillas de fibra y el enriquecimiento de varios métodos de ajuste de longitud de onda, se pueden realizar filtros de rechazo de banda de alta reflectividad de banda ancha monocanal y multicanal y filtrado de paso de banda de banda estrecha y baja pérdida a partir de 1520. a 1560 nm Además, los filtros de rejilla de fibra utilizados en el aplanamiento de ganancia han recibido amplia atención. Además, las rejillas de fibra también se utilizan para la compensación de dispersión en sistemas SDH y multiplexación de adición y caída en sistemas WDM.
Compensación de dispersión
Para la fibra monomodo ordinaria G.652, el valor de dispersión es positivo a 1550 nm. Cuando el pulso óptico se transmite en ella, la luz de longitud de onda corta se propaga por más tiempo. que la luz de longitud de onda más larga. Después de transmitirse a una cierta distancia, el pulso se amplía, formando dispersión del material de fibra óptica. Si el extremo con el período de rejilla más grande está al frente, la luz de longitud de onda larga se reflejará en el extremo frontal de la rejilla, mientras que la luz de longitud de onda corta se reflejará en el extremo de la rejilla, por lo tanto, la longitud de onda corta. la luz viajará 2 L más lejos que la luz de longitud de onda larga (L es la longitud de la rejilla), produciendo así una diferencia de retardo de tiempo entre la luz de longitud de onda larga y corta, formando así la dispersión de la rejilla. Cuando el pulso de luz pasa a través de la rejilla, el retardo de tiempo de la luz de longitud de onda corta es mayor que el de la luz de longitud de onda larga, lo que desempeña un papel en la ecualización de la dispersión, logrando así la compensación de la dispersión.
En los láseres de fibra
Los láseres de fibra se componen de tres partes: material de trabajo, fuente de bomba y cavidad resonante. La fibra de ganancia es el medio de ganancia que genera fotones; la luz es como una energía externa que hace que el medio de ganancia logre la inversión del número de partículas, que es la fuente de la bomba; la cavidad de resonancia óptica está compuesta por dos espejos, que se utilizan para realimentar los fotones y amplificarlos en el medio de trabajo. láseres, constituyen la resonancia de los espejos. La cavidad generalmente consta de un par de rejillas de fibra (una rejilla de alta reflexión y otra de baja reflexión, con longitudes de onda centrales coincidentes). La luz bombeada desde la fuente de la bomba ingresa a la fibra de ganancia y es absorbida, invirtiendo así el número de partículas de nivel de energía en el medio de ganancia. Cuando la ganancia en la cavidad resonante es mayor que la pérdida, se formará una oscilación láser entre las dos fibras. Rejillas. Genera salida de señal láser.