В измерении деформаций, как эластооптический коэффициент влияет на сдвиг длины волны?
В измерении деформаций эластооптический коэффициент является критически важным параметром, описывающим, как показатель преломления оптического волокна изменяется под действием механического напряжения. Когда на БПВ (Брэгговская решетка в волокне) действует растяжение, два основных эффекта способствуют сдвигу длины волны Брэгга:
- Физическое удлинение: Период решетки БПВ изменяется из-за приложенного растяжения, что напрямую влияет на длину волны Брэгга.
- Фотоупругий эффект: Растяжение вызывает изменение показателя преломления сердцевины волокна, которое определяется эластооптическим коэффициентом. Это изменение показателя преломления также приводит к сдвигу длины волны Брэгга.
Эластооптический коэффициент (часто обозначаемый как P_e или p_e) количественно определяет этот фотоупругий эффект. Больший эластооптический коэффициент означает большее изменение показателя преломления при заданном растяжении, что приводит к более значительному сдвигу длины волны. Общий сдвиг длины волны (ΔλB) из-за растяжения (ε) в БПВ обычно описывается уравнением:
ΔλB / λB = (1 - P_e) ε
Где λB — начальная длина волны Брэгга, а P_e — эффективная фотоупругая постоянная, которая объединяет различные эластооптические коэффициенты материала волокна. Для стандартных кварцевых оптических волокон значение (1 - P_e) составляет приблизительно 0,78, что означает, что при каждой единице деформации длина волны смещается примерно на 78% от значения деформации, умноженного на исходную длину волны Брэгга.
Эта фундаментальная зависимость гарантирует, что БПВ могут точно измерять деформацию, обнаруживая соответствующий сдвиг длины волны.
OFSCN предлагает ряд датчиков деформации на основе брэгговских решеток в волокне, разработанных для различных применений и условий эксплуатации. К ним относятся: