Was ist Fasergitter?
Fiber Bragg Grating (FBG) ist ein optisches Gerät auf Basis einer Glasfaser, das Licht bestimmter Wellenlängen reflektiert oder filtert, indem es im Faserkern eine periodische Brechungsindexmodulationsstruktur bildet. In den letzten Jahren wurden Fasergitter aufgrund der rasanten Entwicklung der optischen Sensor- und Kommunikationstechnologie in großem Umfang in der Industrie, Medizin, Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen eingesetzt. In diesem Artikel werden die Prinzipien, Eigenschaften und Anwendungen von Fasergittern ausführlich vorgestellt, basierend auf den aktuellen Themen und aktuellen Inhalten im Internet der letzten 10 Tage.
1. Prinzip und Aufbau des Fasergitters
Das Kernprinzip des Fasergitters istBragg-ReflexionDas heißt, wenn Lichtwellen durch eine optische Faser mit periodischer Brechungsindexmodulation laufen, wird Licht einer bestimmten Wellenlänge reflektiert und die restlichen Wellenlängen werden übertragen. Seine Struktur besteht im Wesentlichen aus folgenden Teilen:
| Komponenten | Funktionsbeschreibung |
|---|---|
| Kern | Als Hauptkanal für die optische Signalübertragung ändert sich der Brechungsindex periodisch |
| Verkleidung | Wickeln Sie den Glasfaserkern um, um sicherzustellen, dass das optische Signal innerhalb des Glasfaserkerns begrenzt bleibt |
| Rasterfläche | Periodische Brechungsindexmodulation durch UV-Laser oder chemische Methoden |
2. Eigenschaften von Fasergittern
Fasergitter sind aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften zu einem wichtigen Gerät in der modernen optischen Technologie geworden. Hier sind seine Hauptmerkmale:
| Funktionen | Beschreibung |
|---|---|
| Hohe Wellenlängenselektivität | Nur bestimmte Wellenlängen werden reflektiert, der Rest wird durchgelassen |
| Temperatur- und dehnungsempfindlich | Die Reflexionswellenlänge ändert sich mit der Temperatur oder der Belastung und ist für die Erfassung geeignet |
| Kleine Größe und geringes Gewicht | Einfache Integration in komplexe Systeme |
| Anti-elektromagnetische Interferenz | Geeignet für die Überwachung in starken elektromagnetischen Umgebungen |
3. Anwendungsgebiete von Fasergittern
Laut den heißen Inhalten im gesamten Netzwerk in den letzten 10 Tagen sind Fasergitter in den folgenden Bereichen aktiv:
| Anwendungsgebiete | Spezifische Verwendung | Heiße Fälle (letzte 10 Tage) |
|---|---|---|
| Glasfaserkommunikation | Wellenlängenmultiplex, Signalfilterung | FBG wird zur optischen Signaloptimierung in 5G-Netzen eingesetzt |
| Überwachung des strukturellen Zustands | Dehnungsüberwachung von Brücken, Flugzeugen und Gebäuden | Ein Hochgeschwindigkeitsbahnprojekt nutzt FBG, um Gleisverformungen in Echtzeit zu überwachen |
| medizinische Ausrüstung | Endoskop, Temperaturmessung | Neuer FBG-Sensor für minimalinvasive chirurgische Navigation |
| Energiewirtschaft | Überwachung von Öl- und Gaspipelines und Rotorblättern von Windkraftanlagen | Offshore-Windkraftplattform setzt FBG-Sensornetzwerk ein |
4. Technologieentwicklungstrends des Faser-Bragg-Gitters
In Kombination mit den jüngsten Krisenherden entwickelt sich die Fasergittertechnologie in die folgenden Richtungen:
1.Integration mehrerer Parametersensoren: Durch die Optimierung der Gitterstruktur können mehrere Parameter wie Temperatur, Dehnung und Vibration gleichzeitig überwacht werden.
2.Miniaturisierung und Flexibilität: Entwicklung flexibler Fasergitter, um den Befestigungsanforderungen komplexer gekrümmter Oberflächenstrukturen gerecht zu werden.
3.Künstliche Intelligenz unterstützte Analyse: Verwenden Sie KI-Algorithmen zur Verarbeitung von FBG-Erkennungsdaten, um die Überwachungsgenauigkeit und -effizienz zu verbessern.
5. Zusammenfassung
Als wichtige Komponente im optischen Bereich fördert das Fasergitter mit seiner hohen Empfindlichkeit, Entstörung und Integrierbarkeit technologische Innovationen in vielen Branchen. Wenn man die jüngsten Krisenherde betrachtet, sind seine Anwendungen in den Bereichen Infrastrukturüberwachung, Modernisierung medizinischer Geräte und Energiesicherheit besonders hervorzuheben. Mit der Weiterentwicklung der Materialwissenschaft und Fertigungstechnologie werden die Funktionen und die Leistung von Fasergittern in Zukunft weiter ausgebaut und eine stärkere technische Unterstützung für eine intelligente Gesellschaft bereitgestellt.
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