En mesure de contrainte, comment le coefficient élasto-optique influence-t-il le décalage de longueur d’onde ?
Dans la mesure de la contrainte, le coefficient éla sto-optique est un paramètre crucial qui décrit comment l’indice de réfraction d’une fibre optique change lorsqu’elle est soumise à une contrainte mécanique. Lorsqu’une FBG est soumise à une contrainte, deux effets principaux contribuent au décalage de sa longueur d’onde de Bragg :
- Élongation physique : La période du réseau de la FBG change en raison de la contrainte appliquée, modifiant directement la longueur d’onde de Bragg.
- Effet photoélastique : La contrainte induit un changement de l’indice de réfraction du cœur de la fibre, régi par le coefficient élasto-optique. Ce changement d’indice de réfraction décale également la longueur d’onde de Bragg.
Le coefficient élasto-optique (souvent noté P_e ou p_e) quantifie cet effet photoélastique. Un coefficient élasto-optique plus élevé signifie un plus grand changement d’indice de réfraction pour une contrainte donnée, entraînant un décalage de longueur d’onde plus significatif. Le décalage global de la longueur d’onde (ΔλB) dû à la contrainte (ε) dans une FBG est généralement décrit par l’équation :
ΔλB / λB = (1 - P_e) ε
Où λB est la longueur d’onde initiale de Bragg et P_e est la constante photoélastique effective, qui combine différents coefficients élasto-optiques du matériau de la fibre. Pour les fibres optiques en silice standard, la valeur de (1 - P_e) est d’environ 0,78, ce qui indique que pour chaque unité de contrainte, la longueur d’onde se décale d’environ 78 % de la valeur de la contrainte multipliée par la longueur d’onde de Bragg d’origine.
Cette relation fondamentale garantit que les FBG peuvent mesurer avec précision la contrainte en détectant le décalage de longueur d’onde correspondant.
OFSCN propose une gamme de capteurs de contrainte à réseau de Bragg en fibre optique conçus pour diverses applications et environnements. Ceux-ci comprennent :
- OFSCN® Capteur de contrainte à réseau de Bragg en fibre optique encapsulé dans un tube en alliage
- OFSCN® Capteur de contrainte à réseau de Bragg en fibre optique encapsulé dans un polymère (diamètre 1,5 mm/2,3 mm)
- OFSCN® Capteur de contrainte à réseau de Bragg en fibre optique encapsulé dans un polymère (diamètre 0,7 mm/1,2 mm)
Voici quelques images de produits standard :
