¿Cuáles son las diferencias fundamentales en principio y aplicación entre los LPG y los FBG de período corto?
Las diferencias fundamentales entre las rejillas de período largo (LPGs) y las rejillas Fiber Bragg de período corto (FBGs) residen en su período de rejilla, mecanismo de acoplamiento de luz y, en consecuencia, sus aplicaciones principales.
Diferencias de Principio:
-
Período de Rejilla:
- FBGs (Período Corto): Tienen un período de rejilla muy corto, típicamente en el rango de cientos de nanómetros (por ejemplo, ~0.5 µm). Este período corto es comparable a la mitad de la longitud de onda guiada en la fibra, lo que permite el acoplamiento entre los modos del núcleo que se propagan hacia adelante y hacia atrás.
- LPGs (Período Largo): Poseen un período de rejilla mucho más largo, típicamente en el rango de cientos de micrómetros (por ejemplo, 100 µm a 1000 µm). Este período largo facilita el acoplamiento resonante entre el modo del núcleo que se propaga hacia adelante y varios modos de revestimiento que se propagan hacia adelante.
-
Mecanismo de Acoplamiento de Luz:
- FBGs: Actúan como un espejo selectivo de longitud de onda. Reflejan una banda estrecha de longitudes de onda que satisfacen la condición de Bragg (λ_Bragg = 2 * n_eff * Λ, donde n_eff es el índice de refracción efectivo del modo del núcleo y Λ es el período de la rejilla) mientras transmiten todas las demás longitudes de onda.
- LPGs: No reflejan la luz. En su lugar, provocan que longitudes de onda discretas del modo del núcleo se acoplen a modos de revestimiento copropagantes. Estos modos de revestimiento son típicamente de alta pérdida (debido a la interacción con el recubrimiento de la fibra o el entorno externo) y se irradian fuera de la fibra, lo que resulta en bandas de atenuación discretas (caídas) en el espectro de transmisión.
Diferencias de Aplicación:
-
Sensibilidad y Magnitudes Medidas:
- FBGs: Son principalmente sensibles a cambios en la deformación y la temperatura, que alteran el índice de refracción efectivo del núcleo y el período de la rejilla, desplazando así la longitud de onda de Bragg. Son ideales para la detección de puntos de alta precisión y localización de estos parámetros. Por ejemplo, los \u003ca href=“https://www.ofscn.net/fbg-products/strain-gauge.html” target=“_blank”[ OFSCN® FBG Strain Gauges ]\u003c/a\u003e se utilizan para la monitorización de la salud estructural.
- LPGs: Son muy sensibles a los cambios en el índice de refracción externo (ERI) del medio circundante, así como a la temperatura y la curvatura. Su fuerte dependencia del ERI los convierte en excelentes candidatos para aplicaciones de detección química, biológica y ambiental.
-
Respuesta Espectral:
- FBGs: Presentan un pico de reflexión agudo y estrecho (y una caída de transmisión correspondiente) en la longitud de onda de Bragg. Esto las hace adecuadas para la multiplexación por división de longitud de onda (WDM) para detección multipunto a lo largo de una sola fibra.
- LPGs: Muestran amplias bandas de atenuación en su espectro de transmisión. Aunque sensibles, sus amplias características espectrales pueden hacer que la multiplexación de múltiples LPGs sea más desafiante en comparación con las FBGs.
-
Robustez Ambiental:
- Tanto los sensores FBG como los LPG se pueden diseñar para diversos entornos. Por ejemplo, las FBG desnudas como las \u003ca href=“https://www.ofscn.net/fbg-products/smf28e-fbg.html” target=“_blank”[ OFSCN® Polyacrylate Fiber Bragg Gratings ]\u003c/a\u003e pueden operar de -40 ℃ a 100 ℃, mientras que las \u003ca href=“https://www.ofscn.net/fbg-products/gold-fbg.html” target=“_blank”[ OFSCN® Gold-Coated Fiber Bragg Gratings ]\u003c/a\u003e especializadas pueden extender el rango de temperatura hasta 700 ℃. El robusto embalaje de los sensores FBG, como el \u003ca href=“Fiber Bragg Grating strain sensor - FBG strain gauge - 6000με - High Temperature FBG Strain Sensor - picture parameter customization - manufacturer brand price - DCYS - ofscn.net” target=“_blank”[ OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating Strain Sensor ]\u003c/a\u003e, mejora aún más su durabilidad en entornos industriales hostiles.
En resumen, las FBG son excelentes para mediciones precisas de deformación y temperatura, a menudo en arreglos multiplexados, mediante la monitorización de los desplazamientos de longitud de onda en reflexión. Las LPG, por otro lado, son más adecuadas para la detección de índice de refracción y aplicaciones específicas de temperatura o curvatura, al observar los cambios en sus caídas de transmisión de banda ancha.
Aquí hay algunos enlaces de imágenes estándar para los productos FBG de OFSCN:
