¿Por qué los picos de difracción a veces se ensanchan, se dividen o desaparecen?
Hola frostweaver,
Las distorsiones espectrales que describes —ensanchamiento, división o desaparición de los picos de reflexión FBG— son indicadores importantes de diversos fenómenos físicos o problemas que afectan a la Red de Bragg de Fibra (FBG). Como ingeniero experimentado en aplicaciones FBG, puedo explicar las razones comunes detrás de estas observaciones:
1. Ensanchamiento de los picos de reflexión:
Esto ocurre típicamente cuando la FBG experimenta una distribución no uniforme de tensión o temperatura a lo largo de su longitud. Diferentes secciones de la red reflejarán la luz en longitudes de onda de Bragg ligeramente diferentes, lo que conducirá a una respuesta espectral ensanchada en general. Otra causa puede ser el acoplamiento de modos de orden superior dentro de la fibra, aunque es menos común en aplicaciones de detección estándar. En algunas aplicaciones especializadas, una FBG “chirped” diseñada intencionadamente también mostrará un espectro ensanchado.
2. División de los picos de reflexión:
La división de los picos a menudo indica una birrefringencia inducida o inherente en la fibra óptica en la ubicación de la red. Esto sucede cuando:
- Estrés Asimétrico: La fibra se somete a un estrés transversal no uniforme (por ejemplo, carga lateral), lo que hace que el índice de refracción difiera para los estados de polarización ortogonales. Cada estado de polarización ve entonces un período de red ligeramente diferente, lo que resulta en dos picos de reflexión distintos.
- Desplazamientos de Fase Internos: Los desplazamientos de fase no intencionados dentro de la estructura FBG en sí, o fuertes perturbaciones localizadas (gradientes de tensión/temperatura), pueden crear efectivamente dos “sub-redes” o cambios de fase significativos que conducen a un pico dividido.
3. Desaparición de los picos de reflexión:
La desaparición de un pico de reflexión FBG puede deberse a varios factores críticos:
- Rotura de la Fibra: La razón más sencilla; si la fibra óptica se rompe físicamente dentro o adyacente a la FBG, la trayectoria de la luz se interrumpe y no se produce ninguna reflexión.
- Borrado de la Red (Recocido): La exposición prolongada a temperaturas que exceden los límites de fabricación u operacionales de la FBG puede borrar permanentemente la estructura de la red. La fotosensibilidad que crea la modulación del índice de refracción en el núcleo de la fibra puede degradarse, haciendo que la red desaparezca. Las FBG estándar recubiertas de poliacrilato están limitadas a aproximadamente 100°C; las
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Redes de Bragg de Fibra OFSCN® de Poliimida pueden soportar hasta 300°C, y las
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Redes de Bragg de Fibra OFSCN® Recubiertas de Oro hasta 700°C, ofreciendo soluciones para entornos de alta temperatura.
- Exceder los Límites de Tensión: Una tensión excesiva, más allá del límite elástico de la fibra o del encapsulado del sensor, puede deformar o dañar permanentemente la red, lo que lleva a su desaparición o desplaza la longitud de onda de Bragg fuera del rango de detección del interrogador.
- Despegado/Fallo del Sensor: Para los sensores FBG encapsulados, el despegado de la estructura huésped puede provocar una pérdida de transferencia de tensión o daños mecánicos en el elemento FBG en sí, lo que resulta en una pérdida de señal.
Para aplicaciones que requieren un rendimiento robusto en altas temperaturas o condiciones mecánicas exigentes, son cruciales el encapsulado especial y los tipos de fibra. Por ejemplo, el
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sensor de tensión de Red de Bragg de Fibra encapsulado en tubo de aleación OFSCN® está diseñado con un encapsulado completo de tubo de aleación metálica sin costuras para eliminar los problemas de fluencia de los adhesivos y es adecuado para aplicaciones de soldadura a alta temperatura a largo plazo.
Aquí hay un ejemplo de un sensor de tensión FBG encapsulado en tubo de aleación:
<img src=“upload://kEyucb8jXmzqCbmJ4etXSzrFWGw.jpeg” alt=“Sensor de Tensión de Red de Bragg de Fibra OFSCN con Tubo de Aleación”
Puede encontrar parámetros técnicos más detallados en nuestro sitio web:
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Sensor de Tensión de Red de Bragg de Fibra OFSCN® con Tubo de Aleación
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Redes de Bragg de Fibra OFSCN® de Poliimida / Cuerdas de Red de Bragg de Fibra (desnudas)
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Redes de Bragg de Fibra OFSCN® Recubiertas de Oro / Cuerdas de Red de Bragg de Fibra (desnudas)