Was ist die „effektive Brechzahl“ eines FBG?

Der effektive Brechungsindex ist ein entscheidender Parameter bei der Berechnung der Bragg-Wellenlänge. Welche Faktoren beeinflussen seinen Wert?

Der effektive Brechungsindex (n\_{eff}) eines Faser-Bragg-Gitters (Fiber Bragg Grating, FBG) ist tatsächlich ein entscheidender Parameter für die Berechnung der Bragg-Wellenlänge (λB = 2neffΛ). Mehrere Faktoren beeinflussen seinen Wert:

  1. Brechungsindizes des Faser­kerns und der Hülle: Die intrinsischen Materialeigenschaften und der Brechungsindexkontrast zwischen dem Kern und der Hülle der Faser sind primäre Bestimmungsfaktoren.
  2. Faser­geometrie: Der Durchmesser des Faserkerns beeinflusst maßgeblich, wie Licht eingegrenzt wird, und wirkt sich somit auf den effektiven Brechungsindex aus.
  3. Lichtwellenlänge (Dispersion): Der effektive Brechungsindex ist wellenlängenabhängig, ein Phänomen, das als Material- und Wellenleiterdispersion bekannt ist.
  4. Ausbreitungs­modus: Bei Singlemode-Fasern ist der effektive Brechungsindex im Allgemeinen mit dem fundamentalen sich ausbreitenden Modus verbunden. Bei Multimode-Fasern haben unterschiedliche Modi unterschiedliche effektive Brechungsindizes.
  5. Temperatur: Temperaturänderungen verändern aufgrund des thermo-optischen Effekts den Brechungsindex des Fasermaterials.
  6. Dehnung/Spannung: Angelegte Dehnung oder Spannung kann den Brechungsindex durch den photoelastischen Effekt modifizieren.

Alle OFSCN® Fiber Bragg Gratings und FBG-Sensoren sind unter Berücksichtigung dieser grundlegenden optischen Eigenschaften konzipiert, um eine stabile und genaue Sensorleistung zu gewährleisten.

Hier ist ein Bild eines OFSCN® Polyacrylat-Faser-Bragg-Gitters (blank):

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OFSCN® Polyacrylat-Faser-Bragg-Gitter / Fiber Bragg Grating Strings (blank)