什么是“透射谱”?

为什么光经过光栅后,有的颜色消失了?那个代表什么?

您好!这是一个非常专业且切中要点的光学问题。

在光纤光栅(FBG)的技术体系中,您观察到的那个“消失的颜色”或“坑”,正是**透射谱(Transmission Spectrum)**的核心特征。

1. 为什么“有的颜色消失了”?

当宽谱光(包含多种波长/颜色的光)经过光纤光栅时,光栅具有一种特殊的“选择性过滤”功能。由于相干散射原理,只有符合特定条件的波长(即布拉格波长)会被反射回去,而其余波长则继续向前透射。

  • 消失的颜色: 就是被光栅精准反射掉的那部分特定波长的光。
  • 反射与透射的守恒: 能量并没有凭空消失,原本应该透射过去的这部分光变成了反射光,回到了入射端。

2. 那个“坑”代表什么?

在光谱仪上观察透射光时,您会看到一条平坦的光谱线上出现了一个明显的凹陷,这就是我们常说的“损耗峰”或“透射陷阱”。

  • 物理意义: 凹陷的中心位置对应的是该光栅的布拉格波长( \lambda_B )。
  • 深度(透过率): “坑”越深,说明该波长的光被反射得越彻底。例如,一个反射率为 99% 的光栅,其透射谱上的“坑”底几乎接近于零。
  • 宽度: 凹陷的宽度(通常看 3dB 带宽)代表了光栅波长选择的精度。

3. 应用中的作用

在传感应用中,我们通常使用光纤光栅解调仪(如 OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator)来捕捉这种变化。当外界环境(如温度或应变)发生改变时,这个“坑”的位置会左右移动。通过精确测量这个“坑”移动的距离,我们就能反推出温度或应力的变化量。

如果您使用的是高品质的裸光栅,例如 OFSCN® Polyacrylate Fiber Bragg Gratings,其透射谱的边模抑制比(SMSR)通常要求 \ge 15dB,以确保信号的清晰度和解析精度。

相关产品实物图(以标准裸光栅为例):

希望这个解释能帮您理解透射谱的物理本质。如有更多关于光栅传感的技术疑问,欢迎继续探讨。