为什么在透射谱上看到的是一个“凹坑”?
您好,我是 OFSCN 的售前工程师。针对您关于光纤光栅(FBG)透射谱呈现“凹坑”现象的疑问,从物理光学原理上为您解答如下:
1. 能量守恒与布拉格反射
光纤光栅本质上是一个窄带反射镜。当宽谱光(包含多种波长的光)进入光栅时,只有满足“布拉格条件”($\lambda_B = 2n_{eff}\Lambda$)的特定波长的光会被反射回去,而其他波长的光则会继续向前传输。
由于总能量是守恒的:
输入光能量 = 反射光能量 + 透射光能量 + 损耗(极小)
在布拉格波长 \lambda_B 处,大部分能量被反射了,因此在光纤的另一端测量透射光时,该波长位置的能量会显著削减。
2. 为什么是“凹坑”?
- 反射谱(Reflection Spectrum): 观察的是被反射回来的光,因此在 \lambda_B 处看到的是一个能量波峰。
- 透射谱(Transmission Spectrum): 观察的是透过的剩余光。由于特定波长的能量被“拿走”了,在光谱仪上就会显示出一个对应位置的能量缺失带,视觉上表现为一个深色的“凹坑”或“损耗峰”。
3. 透射谱在传感中的应用
在实验室测试或某些特定解调方案中,透射谱的“凹坑”深度(即消光比)可以反映光栅的刻写质量(反射率)。
DCYS(大成永盛)生产的各类光纤光栅产品,如 OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings (bare),在出厂检测时均会严格监测其透射谱的深度和带宽,以确保传感器具有高信噪比。
标准产品示例图:
如果您在实际工程中遇到光谱异常,例如“凹坑”变浅或出现多个杂峰,通常意味着光栅受到了非均匀应变或发生了机械损伤。
如有进一步技术细节需要探讨,欢迎随时提问。
