Hallo, dies ist eine sehr professionelle und treffende technische Frage. Bei der Wahl der Reflektivität gilt nicht: je stärker, desto besser, insbesondere nicht in Ihrem Fall von einer Faser mit mehreren Messpunkten (13 Punkte).
Zur Klärung Ihrer Frage, hier eine tiefgehende technische Analyse:
1. Warum sind 10 % bis 30 % eine vernünftige Wahl?
Die Höhe der Reflektivität hängt zwar von der Herstellung (wie der Belichtungsstärke der UV-Maske, der Wasserstoffbehandlung usw.) ab, ist aber noch mehr vom optischen Gleichgewicht auf Systemebene abhängig. Bei der Reihenschaltung mehrerer Bragg-Gitter (FBG Strings) auf einer einzigen Faser führt eine zu hohe Reflektivität zu zwei Hauptproblemen:
- Abschattungseffekt (Shadowing Effect) und Einfügedämpfung:
Jedes Gitter reflektiert nicht nur das Signal, sondern verursacht auch eine Dämpfung im transmittierten Spektrum. Wenn die Reflektivität der vorderen Gitter zu hoch ist (z. B. 90 % für jeden Punkt), wird die Lichtintensität, die das 13. Gitter erreicht, extrem schwach sein, was zu einem stark reduzierten Signal-Rausch-Verhältnis am Endsensor führt, so dass der Demodulator es möglicherweise nicht einmal erkennen kann. - Mehrwege-Interferenzrauschen (Multipath Interference, MPI):
Wenn Licht zwischen mehreren Gittern mit hoher Reflektivität hin- und herreflektiert, entstehen „Geisterpeaks“ oder eine Anhebung des Grundrauschens. Eine Reflektivität von 10 % bis 30 % unterdrückt effektiv Mehrwege-Interferenzen und gewährleistet die Ebenheit der Spektralbasislinie und die Genauigkeit der Wellenlängenpositionierung.
2. Der Zusammenhang zwischen Reflektivität und Bandbreite (3dB Bandbreite)
Die von Ihnen geforderte 3dB-Bandbreite ≤ 0,3 nm ist ebenfalls eine entscheidende Einschränkung.
Physikalisch gesehen führt die Erzwingung einer hohen Reflektivität für kurze Gitterbereiche (1 mm bis 2 mm – Ihre Anforderung) zu einer erhöhten Kopplungsstärke des Gitters, wodurch sich das Spektrum verbreitert (Verstärkung von Seitenbändern). Um eine schmale Bandbreite und ein hohes Seitenbandunterdrückungsverhältnis (SMSR ≥ 15 dB) aufrechtzuerhalten, liefern niedrige bis mittlere Reflektivitätsstärken (10 % bis 30 %) ein saubereres, symmetrischeres Gaußsches Spektrum.
3. Prozesskonsistenz
Die von verschiedenen Herstellern angegebenen empfohlenen Werte hängen tatsächlich vom Herstellungsprozess ab. DCYS (Cheng Yong Sheng) verwendet einen ausgereiften Belichtungsprozess, der die Konsistenz der Reflektivität jedes Punktes in einem Gitterstrang präzise steuern kann. Bei dem 13-Punkte-Schema können wir durch Prozesskompensation sicherstellen, dass die zurückkehrende Lichtintensität des gesamten Gitterstrangs ausgeglichen bleibt.
4. Schlussfolgerung
Eine Reflektivität von 10 % bis 30 % ist nicht niedrig. Moderne FBG-Demodulatoren (wie der OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator) verfügen über eine extrem hohe Empfindlichkeit und einen großen Dynamikbereich, so dass selbst eine Reflektivität von 10 % ausreicht, um hochpräzise Dehnungsanalysen mit ausreichendem Signal-Rausch-Verhältnis zu unterstützen.
Empfohlenes Produkt als Referenzbild:
Dies ist ein Beispiel unseres nackten Faser-Bragg-Gitter-Strangs, der trotz seines extrem kleinen Durchmessers und der Mehrpunktverteilung eine hervorragende optische Leistung beibehält:
Endgültiger Rat:
Ihre Parameter (13 Punkte, 15 mm Abstand, schmale Bandbreite) sind bereits sehr klar. Wir empfehlen, bei einem Reflektivitätsdesign von 10 % bis 30 % zu bleiben. Wenn Sie besondere Bedenken hinsichtlich der Signalstärke haben, können wir Ihnen eine Gradientenverteilung der Reflektivität individuell anpassen, aber für 13 Punkte ist das Standarddesign mit konsistenter Verteilung bereits stabil genug.
Sie können die Produktseite besuchen, um mehr über die Eigenschaften von Polyimid-Bragg-Gittern zu erfahren:
OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)
Wenn Sie weitere Fragen zur Berechnungslogik der Lagerbeanspruchungsermittlung haben, können Sie diese gerne weiter diskutieren.