什么是“双折射”?

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光纤在受到机械压力或挤压时,其内部光学特性为何会发生变化?
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光纤在机械压力或挤压下的光学特性变化主要是由一种称为应力双折射的物理现象引起的。

1. 物理机制:光弹性效应

当光纤(通常由二氧化硅制成)受到机械压力或横向挤压时,玻璃的各向同性就会被破坏。这就是所谓的光弹性效应

在未受扰动的光纤中,光无论偏振方向如何,都以相同的速度传播。但是,当你挤压光纤时:

  • 折射率变化: 机械应力会改变压力轴线上玻璃的密度和电子结构。
  • 各向异性: 这会产生两个具有不同折射率的独立主轴(快轴和慢轴)。
  • 相位偏移: 偏振平行于压力的光分量与偏振垂直于它的光分量的传播速度不同。

2. 对光纤布拉格光栅(FBG)的影响

对于 FBG 传感器,这种效应非常显著。如果标准 FBG 受到非均匀横向压力:

  • 峰值分裂: 单个反射峰可能会分裂成两个独立的峰。这是因为 FBG 现在由于诱导的双折射而“看到”了两个不同的光学路径。
  • 信号失真: 如果传感系统没有设计成能够处理偏振光变化,这可能会导致测量错误。

3. DCYS(OFSCN)技术解决方案

在北京大成永盛科技有限公司(OFSCN®),我们在传感器设计中考虑了这些光学特性变化。为了减轻或利用这些效应,我们提供专业产品:

  • 保偏(PM)FBG 传感器: 这些传感器设计有故意产生的内部应力(使用 PANDA 或 Bow-tie 结构)来保持稳定的偏振状态,使其不易受到外部随机挤压。
  • 专用封装: 我们的OFSCN® 毛细管无缝钢管系列提供坚固的机械保护。无缝钢管可保护光纤免受直接横向挤压,确保即使在恶劣的工业环境中光学特性也能保持稳定。

相关产品:
OFSCN® 800°C 光纤布拉格光栅温度传感器(无缝钢管)
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产品图片(保护性封装示例):






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