Senzori de fibră optică de rețea Bragg - Fabricare și caracteristici Fișier complet
Autor (i): Pierre FERDINAND
Data publicării: 10 iulie 2018
Acest articol face parte din ofertă
Această ofertă vă oferă acces la:
O bază de date completă și actualizată a articolelor validate de către comitetele științifice
Servicii de întrebări către experți și instrumente practice
Inclus în ofertă
Tehnologia de măsurare bazată pe senzori de grătare Bragg oferă avantaje incomparabile legate de calitățile fibrelor optice de silice monomod, în principal de tip telecom, în care grilajele traductoare Bragg sunt foto-inscripționate. Datorită diverselor bănci optice și regimuri de funcționare cu laser, rețelele de mai multe tipuri pot fi foto-inscripționate în miezul fibrelor și prezintă sensibilități specifice, domenii de utilizare și, în general, caracteristici. Nud sau ambalat pentru o anumită utilizare sau pentru a realiza transducția unui parametru căutat de utilizator, grătarele Bragg și senzorii omonimi oferă acum o gamă largă de soluții pentru măsurare în diverse sectoare industriale, precum și în condiții extreme.
Tehnologia senzorilor de rețea Fibră Bragg oferă diverse avantaje legate de calitățile fibrelor optice monomodale pe bază de silice din telecomunicații în care traductoarele de rețea sunt scrise foto. Datorită modurilor de operare dedicate băncilor optice și laserelor, mai multe tipuri de rețele Fibr Bragg pot fi scrise foto în miezul fibrei, pentru a oferi diferite sensibilități, game dinamice și caracteristici specifice. Nud sau ambalat, pentru un anumit domeniu de aplicare sau pentru a transduce un anumit parametru, grilajele Fibr Bragg și senzorii aferenți, oferă o gamă largă de soluții de detectare pentru diverse domenii industriale, precum și în condiții de mediu dure.
Pierre FERDINAND: Doctor în științe - Consultant expert - Director de cercetare și consilier științific la CEA Saclay
Descoperite la sfârșitul anilor 1980, „grătarele Bragg” sunt grătarele de difracție produse în miezul fibrelor optice monomod, în principal de tip germanosilicat. O rețea Bragg este obținută în mod convențional prin insolarea locală a miezului fibrei, utilizând un model de interferență cu laser, care are ca efect crearea unei modulații a indicelui său de refracție, datorită fenomenului de fotosensibilitate a silicei dopată în special cu germaniu.
Odată produse, atunci când sunt iluminate cu ajutorul unei surse optice spectrale, datorită interferenței (constructive în reflecție) care are loc în cadrul acestei modulații index, astfel de rețele - numite „direct cu pas scurt” - acționează ca reflectoare, fiecare pentru o bandă spectrală subțire centrată la lungimea lor de undă caracteristică λ B = 2.nu e.Λ (cu Λ
0,5 µm etapa de interferență și, prin urmare, a rețelei și nu indicele efectiv
1.45 din modul de propagare).
Orice modificare a acestor parametri având ca efect „deplasarea” spectrală a liniei Bragg, monitorizarea sa fină face posibilă revenirea la parametrii inducători. Astfel, dincolo de utilizarea sa ca filtru spectral în domeniul telecomunicațiilor optice, grătarele Bragg joacă, de asemenea, rolul traductoarelor excelente care, goale sau condiționate corespunzător, devin senzori de diferiți parametri (temperatură, deformare, presiune etc. unghi, accelerație, indicele de refracție etc.).
Un alt avantaj este că acești „senzori de rețea Bragg”, datorită răspunsului lor în domeniul spectral, pot fi cu ușurință interogați și multiplicați în lungime de undă, printr-un sistem de măsurare la distanță, întregul formând astfel o „rețea. Senzori distribuiți”.
Datorită performanțelor remarcabile ale senzorilor de rețea Bragg și instrumentelor lor de măsurare-demultiplexare, au apărut treptat multe aplicații. Domeniile lor de angajare sunt acum foarte largi și răspund nevoilor și problemelor de supraveghere, cum ar fi cel al structurilor (inginerie civilă, aeronautică, marină etc.) și controlul sănătății materialelor (compozite organice, beton, materiale metalice etc.) .).
Multe produse sunt comercializate la dispoziția utilizatorilor și, în același timp, cercetarea și dezvoltarea continuă la nivel global, problemele actuale legate, de exemplu, de posibilitatea abordării măsurilor extreme. Acesta este cazul în câmpul criogen (tancuri de lansare spațială, transport de gaze naturale lichefiate, cercetare etc.), și în special temperaturi foarte ridicate (fier și oțel, aeronautică, nucleară etc.), care necesită în mod necesar tehnici speciale de marcare cu laser. pentru rețele, cu o structură internă dedicată și ambalaje specifice.
Scopul acestui articol este de a prezenta tehnologia diferitelor tipuri de grătare Bragg (drepte, înclinate, pas variabil, perioadă lungă etc.), precum și procesele de inscripție corespunzătoare (holografice, prin mască de fază, punct-la-) punctul, pe turnul de extragere a fibrelor, cu laser femtosecund, etc.). Sunt prezentate, de asemenea, cantitățile de influență măsurabile, atât numai prin rețelele traductorului Bragg, cât și odată condiționate ca senzori, precum și sensibilitățile și intervalele de măsurare ale acestora.
Pentru orice cititor, acest document va fi completat în mod avantajos de o consultare a articolului [R6736] dedicat stadiului tehnicii sistemelor de măsurare-demultiplexare, care sunt folosite pentru interogarea acestor rețele de senzori de tip Bragg și, în mod firesc, la numeroasele rezultate aplicații.