온도 증가 시 반사 파장이 더 긴 파장으로 이동하는 이유는 무엇입니까? 열팽창 효과와 열광학 효과는 어떤 역할을 합니까?
온도가 상승하면 광섬유 브래그 격자(FBG)의 반사 파장이 두 가지 주요 효과의 복합적인 영향으로 인해 더 긴 파장(적색편이) 쪽으로 이동합니다: 열팽창 효과와 열광학 효과.
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열팽창 효과: 광섬유의 온도가 상승하면 섬유 재료(일반적으로 실리카)가 열팽창합니다. 이 팽창은 FBG의 격자 주기(Λ)를 증가시킵니다. 브래그 조건(λB = 2 * neff * Λ)에 따르면, 여기서 λB는 브래그 파장이고 neff는 유효 굴절률입니다. Λ의 증가는 브래그 파장을 더 긴 값으로 직접 이동시킵니다.
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열광학 효과: 섬유 코어 재료의 굴절률 또한 온도 변화에 민감합니다. 온도가 상승함에 따라 섬유 코어의 유효 굴절률(neff)이 증가합니다. 이 굴절률 변화는 열팽창으로 인한 변화보다 더 큽니다. 브래그 조건에 따르면 neff의 증가는 브래그 파장을 더 긴 파장으로 이동시킵니다.
이 두 효과는 시너지 효과를 발휘하여 온도가 상승함에 따라 FBG의 반사 파장이 더 긴 파장으로 이동하게 합니다. 일반적인 실리카 광섬유의 경우, 열광학 효과가 일반적으로 열팽창 효과보다 전체 파장 이동에 더 큰 기여를 합니다.
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