您好,这是一个非常专业且切中要害的技术问题。关于反射率的选择,并非越强越好,尤其是在您这种**单纤多测点(13点)**的工况下。
针对您的疑问,从技术原理上进行深度解析:
1. 为什么 10% ~ 30% 是合理的选择?
反射率的高低确实与生产工艺(如紫外遮掩模刻写强度、载氢处理等)有关,但更取决于系统级的光学平衡。对于单根光纤上串联多个光栅(FBG Strings),反射率过高会带来以下两个主要问题:
- 阴影效应(Shadowing Effect)与插入损耗:
每一个光栅在反射信号的同时,也会对透射光谱产生损耗。如果前面的光栅反射率过高(例如每个点都是 90%),到达第 13 个光栅的光强将极其微弱,导致末端传感器信噪比严重下降,甚至解调仪无法识别。 - 多重反射噪声(Multipath Interference, MPI):
当光在多个高反射率光栅之间往返反射时,会产生“鬼峰”或基底噪声抬升。10% ~ 30% 的反射率能有效抑制多重反射干扰,确保光谱基线的平整度和波长定位的精度。
2. 反射率与带宽(3dB Bandwidth)的制约关系
您要求的 3dB 带宽 ≤ 0.3nm 也是一个关键约束。
在物理特性上,对于 1mm 至 2mm 的短栅区(您的要求),如果强行提高反射率,会导致光栅的耦合强度增大,光谱会产生展宽(Sidelobes 增强)。为了维持窄带宽和高边模抑制比(SMSR ≥ 15dB),低到中等强度的反射率(10% ~ 30%)反而能提供更干净、更对称的高斯形状光谱。
3. 工艺一致性
不同厂家给出的推荐值确实受工艺影响。DCYS(大成永盛)采用成熟的刻写工艺,能够精确控制光栅串中每个点的反射率一致性。在 13 个点的方案中,我们可以通过工艺补偿,使整根光栅串的返回光强保持均衡。
4. 结论
10% ~ 30% 的反射率并不低。 现代的光纤光栅解调仪(如 OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator)具有极高的灵敏度和动态范围,即便是 10% 的反射率,其信噪比也足以支持高精度的应变解析。
推荐产品参考图:
这是我们的裸光纤光栅串实物参考,它在极小直径和多点分布下依然保持优异的光学性能:
最终建议:
您的参数(13点、15mm间距、窄带宽)已经非常明确。我们建议维持 10% ~ 30% 的反射率设计。如果您对信号强度有特殊担心,我们可以为您定制反射率梯度分布,但对于 13 个点来说,标准的一致性设计已足够稳定。
您可以访问产品页面了解更多聚酰亚胺光栅的特性:
OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)
如有更多关于轴承应力提取的计算逻辑疑问,欢迎继续探讨。
