光纤光栅是一种通过特定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制的光学器件。
光纤光栅的制作通常利用光纤材料的光敏性,通过紫外光曝光等方法,在光纤纤芯内产生沿轴向的折射率周期性变化,从而形成一种衍射光栅。这种折射率的变化导致光纤光栅具有滤波特性,能够在特定波长上发生全反射,而其他波长的光则通过。光纤光栅具有体积小、熔接损耗小、与光纤系统兼容性好等特点,使其在光纤通信和传感领域有着广泛的应用。
光纤光栅可以分为不同类型的,例如均匀光纤光栅(包括布喇格光栅和长周期光纤光栅)和非均匀光纤光栅(如啁啾光纤光栅和相移光栅),这些不同类型的光纤光栅在光纤激光器、光纤传感器、光波分复用/解复用等领域有着重要的应用价值。
关于光纤光栅,北京清析技术研究院可提供弹性模量,弹性系数检测,应力应变,光电检测,温度检测,震动检测,盐度检测,裂纹检测,结构检测,形变量检测等检测项目。北京清析技术研究院可对如下光纤光栅进行检测:
匀称光纤光栅。这类光栅的折射率变化幅度和周期沿光纤轴向保持稳定。包括布喇格光栅(均匀光纤Brag光栅)和长周期光纤光栅(LPFG),前者用于光纤激光器、传感器、波分复用/解复用等领域,后者周期通常在几十到几百微米,用于EDFA的增益平展和光纤传感。
非匀称光纤光栅。这类光栅包括啁啾光纤光栅(其栅格间距不等,有线性啁啾和分段啁啾光栅)、相移光栅(在均匀光栅中引入一个或多个相位阶跃变化,用于窄带滤波和增益平坦化)、取样光栅(对均匀光栅进行采样得到,用于多信道色散补偿和光学梳状滤波)、闪耀光纤光栅(其成栅平面与光纤轴向成一夹角,用于耦合部分入射光到包层中)。
还可以根据成栅机理分为Ⅰ型、ⅡA型和Ⅱ型光栅,其中Ⅰ型光栅是常见的类型,具有导波模反射谱与透射谱互补的特点,容易被“擦除”。
检测方法
1、光栅的光谱特性测试
光栅的光谱特性是指光栅对入射光的谱响应情况。通过测量光栅在不同波长或频率下的反射光和透射光的功率谱,可以了解光栅的光谱特性。在进行光谱特性测试时,需要使用一台高精度的光谱仪。将光栅安装在适当的平台上,并保持稳定。通过调整入射光的波长或频率,并记录反射光和透射光的功率,即可得到光栅的光谱特性曲线。光栅的光谱特性曲线通常表现为频率或波长与反射光、透射光功率的关系。根据测得的光谱特性曲线,可以评估光栅的谐振峰宽度、谐振峰间隔和透射带宽等参数。光栅的光谱特性测试可以帮助我们了解光栅的滤波性能和散射特性,为后续的应用提供基础数据。
2、光栅的反射特性测试
光栅的反射特性是指光栅对入射光的反射效果。通过测量光栅的反射率和反射光的波长分布,可以了解光栅的反射特性。在进行反射特性测试时,同样需要使用一台高精度的光谱仪。将光栅与一束入射光垂直放置,并调整入射光的波长。记录反射光的功率,并根据光谱仪的波长分辨率得到反射光的波长分布。通过分析反射特性曲线,可以计算出光栅的反射率、反射带宽和反射峰值等参数。还可以测量光栅的反射光的偏振状态,了解光栅对不同偏振光的反射效果。反射特性测试可以帮助我们了解光栅的反射效率和反射频率范围,为光学系统的设计和优化提供参考。
3、光栅的传输特性测试
光栅的传输特性是指光栅对入射光的透射效果。通过测量光栅的透射率和透射光的波长分布,可以了解光栅的传输特性。在进行传输特性测试时,同样需要使用一台高精度的光谱仪。将光栅与一束入射光夹持在适当位置,并调整入射光的波长。记录透射光的功率,并根据光谱仪的波长分辨率得到透射光的波长分布。通过分析传输特性曲线,可以计算出光栅的透射率、透射带宽和透射峰值等参数。还可以测量光栅的透射光的相位来了解光栅的相位传输特性。传输特性测试可以帮助我们了解光栅的传输效率和透射频率范围,为光学系统的设计和优化提供参考。
检测标准
1、T/SHDSGY 102-2022 高功率光纤光栅
2、T/HEBQIA 033-2021 光纤光栅静态检测系统
3、GB/T 39347-2020 空间用光纤光栅传感系统通用规范
4、T/CECS 505-2018 光纤光栅结构振动检测与监测标准
5、T/ZZXJX 300-2023 光纤光栅结构振动检测与监测规程