Faser-Bragg-Gitter: Ein Überblick

Einführung in Faser-Bragg-Gitter

Faser-Bragg-Gitter (FBGs) sind eine wichtige Technologie in optischen Kommunikationsnetzen. Sie werden in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt und haben in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht. In diesem Artikel geben wir einen Überblick über FBGs, einschließlich ihrer Geschichte, ihrer Herstellung, ihrer Anwendungen, Vorteile und Herausforderungen.

Was ist ein Faser-Bragg-Gitter?

Ein Faser-Bragg-Gitter ist ein optisches Gerät, das in optischen Kommunikationsnetzen verwendet wird. Es ist ein reflektierender Filter, der bestimmte Wellenlängen des Lichts reflektiert und andere Wellenlängen durchlässt. FBGs werden durch die Erzeugung eines periodischen Musters in einer optischen Faser gebildet. Dieses Muster entsteht, indem Spannung in die Glasfaser eingebracht wird, was dazu führt, dass das Licht mit demselben Muster zurückreflektiert wird.

Historischer Hintergrund von FBGs

FBGs werden seit den 1970er Jahren erforscht, aber erst in den 1990er Jahren begannen sie, kommerziell genutzt zu werden. FBGs wurden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Telekommunikation, Sensorik und medizinische Anwendungen.

Wie werden FBGs hergestellt?

FBGs werden durch die Einführung eines periodischen Musters in eine optische Faser erzeugt. Dieses Muster wird erzeugt, indem Spannung in die optische Faser eingebracht wird, was dazu führt, dass das Licht mit demselben Muster zurückreflektiert wird. Das Muster wird durch einen Prozess erzeugt, der photoinduzierte Brechungsindexgitter genannt wird.

Anwendungen von FBGs

FBGs werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Telekommunikation, Sensorik und medizinische Anwendungen. Einige Beispiele für ihre Anwendungen sind optische Faserverstärker, optische Filter und optische Codemultiplex-Vielfachzugriffssysteme.

Vorteile der Verwendung von FBGs

FBGs bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen optischen Komponenten. Sie sind robust und können in rauen Umgebungen eingesetzt werden. Außerdem haben sie eine geringe Einfügungsdämpfung, ein hohes Reflexionsvermögen und eine geringe Dispersion.

Herausforderungen bei der Verwendung von FBGs

Obwohl FBGs viele Vorteile bieten, gibt es auch einige Herausforderungen, die mit ihnen verbunden sind. Sie können schwierig herzustellen sein und erfordern eine spezielle Ausrüstung. Außerdem haben sie eine begrenzte Bandbreite und benötigen eine große Menge an Energie für ihren Betrieb.

Fazit

FBGs sind eine wichtige Technologie in optischen Kommunikationsnetzen. Sie werden in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt und haben in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht. In diesem Artikel haben wir einen Überblick über FBGs gegeben, einschließlich ihrer Geschichte, ihrer Herstellung, ihrer Anwendungen, Vorteile und Herausforderungen.

FAQ
Was ist FBG und seine Anwendungen?

FBG steht für Faser-Bragg-Gitter. FBG ist eine Art optischer Faser, die zur Messung von Dehnungen, Spannungen und anderen Formen mechanischer Verformung verwendet wird. FBG werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. zur Überwachung des baulichen Zustands von Brücken, Gebäuden und anderen Strukturen.

Was ist ein einheitliches Faser-Bragg-Gitter?

Ein einheitliches Faser-Bragg-Gitter (UFBG) ist eine Art von optischem Faser-Bragg-Gitter (FBG) mit einem einheitlichen Brechungsindexprofil. Es wird verwendet, um bestimmte Lichtwellenlängen aus einem Lichtstrahl herauszufiltern, der es durchquert. Das UFBG wird hergestellt, indem eine periodische Störung des Brechungsindex des Glasfaserkerns erzeugt wird. Diese Störung führt dazu, dass das Licht, das die Faser durchläuft, bei bestimmten Wellenlängen gestreut und reflektiert wird, je nach Periodizität der Störung. Der UFBG kann verwendet werden, um eine bestimmte Wellenlänge aus einem Lichtstrahl mit mehreren Wellenlängen auszuwählen oder um unerwünschte Wellenlängen aus einem Lichtstrahl herauszufiltern.

Was ist ein Volumen-Bragg-Gitter?

Ein Volumen-Bragg-Gitter ist eine Art von Beugungsgitter, bei dem eine optische Faser zur Erzeugung eines dreidimensionalen Gitters verwendet wird. Dieses Gitter wird verwendet, um Licht in eine bestimmte Richtung zu beugen, und kann zur Erzeugung einer Vielzahl verschiedener Effekte eingesetzt werden.

Was misst ein FBG-Sensor?

FBG-Sensoren messen die Dehnung an einem bestimmten Punkt einer Struktur. Dies ist nützlich für die Überwachung des Zustands einer Struktur sowie für die Erkennung möglicher Probleme. Durch die Messung der Dehnung einer Struktur können FBG-Sensoren wertvolle Informationen über die Belastung der Struktur und deren zeitliche Entwicklung liefern.

Was ist die Einheit des Gitters?

Die Einheit des Gitters ist die Lichtmenge, die durch eine bestimmte Fläche hindurchgelassen wird. Sie wird normalerweise in Flächeneinheiten wie Quadratfuß oder Quadratzoll gemessen.