Reticolo di Bragg laser a fibra Innolume

Il reticolo di Bragg in fibra (FBG) di Innolume è un importante dispositivo ottico basato sul principio della fibra ottica. Di seguito un'introduzione ai suoi principi, vantaggi e funzioni:

Principio

Il reticolo di Bragg in fibra ottica si forma modulando periodicamente l'indice di rifrazione del nucleo della fibra. Solitamente, si utilizzano laser ultravioletti e la tecnologia del modello di fase per posizionare la fibra ottica sotto il raggio laser ultravioletto, e il modello di interferenza viene generato attraverso il modello di fase per far variare in modo permanente e periodico l'indice di rifrazione nel nucleo.

Quando la luce a banda larga viene trasmessa nella fibra ottica, solo la luce di una specifica lunghezza d'onda che soddisfa la condizione di Bragg verrà riflessa, mentre la luce delle restanti lunghezze d'onda passerà senza perdite.

Quando la fibra ottica è influenzata da fattori esterni (come temperatura, deformazione, ecc.), l'indice di rifrazione e il periodo reticolare del nucleo cambiano, con conseguente deriva della lunghezza d'onda di Bragg. Monitorando le variazioni della lunghezza d'onda di Bragg, è possibile misurare grandezze fisiche come la temperatura e la deformazione.

Vantaggi

Anti-interferenza elettromagnetica: realizzato in materiale in fibra ottica, ha una naturale capacità anti-interferenza elettromagnetica ed è adatto a luoghi con ambienti elettromagnetici complessi, come sistemi di alimentazione, automazione industriale e altri settori.

Misurazioni ad alta precisione: è molto sensibile alle variazioni di grandezze fisiche come temperatura e deformazione e può raggiungere misurazioni ad alta precisione. Può essere utilizzato nel monitoraggio strutturale, nel settore aerospaziale e in altri settori che richiedono un'elevata accuratezza di misurazione.

Misurazione distribuita: più reticoli di Bragg in fibra ottica possono essere collegati in serie sulla stessa fibra ottica per formare una rete di rilevamento distribuita, allo scopo di ottenere una misurazione e un monitoraggio distribuiti di grandezze fisiche su un'ampia area e a lunga distanza.

Sicurezza intrinseca: il reticolo di Bragg in fibra è un dispositivo passivo che non genera scintille elettriche né radiazioni elettromagnetiche durante il funzionamento. È adatto ad ambienti pericolosi come quelli infiammabili ed esplosivi, come quelli petrolchimici, le miniere di carbone e altre industrie.

Buona stabilità a lungo termine: il materiale in fibra ottica presenta una buona stabilità chimica e buone proprietà meccaniche. Il reticolo di Bragg in fibra può mantenere prestazioni stabili durante l'uso a lungo termine, riducendo i costi di manutenzione e sostituzione.

Funzione

Misurazione della temperatura: sfruttando la sensibilità del reticolo di Bragg in fibra alla temperatura, è possibile misurare con precisione la variazione della temperatura ambiente misurando la variazione della lunghezza d'onda di Bragg. Può essere applicato al monitoraggio della temperatura di apparecchiature elettriche, alla segnalazione di incendi di edifici e ad altri settori.

Misurazione della deformazione: quando la fibra ottica viene allungata o compressa, il periodo di reticolo e l'indice di rifrazione cambiano, determinando una corrispondente deriva della lunghezza d'onda di Bragg. Monitorando la deriva della lunghezza d'onda, è possibile misurare con precisione la deformazione sulla fibra ottica. Viene spesso utilizzata nel monitoraggio delle condizioni di strutture di ingegneria civile come ponti, dighe e gallerie, nonché nell'analisi delle sollecitazioni di strutture meccaniche.

Misurazione della pressione: incapsulando il reticolo di Bragg in fibra in una specifica struttura sensibile alla pressione, quando sottoposto a pressione, la struttura si deformerà, modificando la deformazione del reticolo di Bragg in fibra e consentendo la misurazione della pressione. Può essere utilizzato nel monitoraggio della pressione di oleodotti e gasdotti e nel rilevamento della pressione nei sistemi idraulici.

Misurazione delle vibrazioni: le informazioni sulle vibrazioni possono essere rilevate rilevando la variazione della lunghezza d'onda della luce riflessa dal reticolo di Bragg in fibra, il che può essere applicato ai campi del monitoraggio delle vibrazioni delle apparecchiature meccaniche e del monitoraggio dei terremoti.