光纤光栅布拉格光栅和光栅的区别

光纤光栅的应用范围

光纤光栅在光纤通信系统中的应用光纤光栅作为一种新型光器件，主要用于光纤通信、光纤传感和光信息处理。

在光纤通信中实现许多特殊功能，应用广泛，可构成的有源和无源光纤器件分别是：有源器件：光纤激光器（光栅窄带反射器用于DFB等结构，波长可调谐等）；半导体激光器（光纤光栅作为反馈外腔及用于稳定980nm泵浦光源）；EDFA光纤放大器（光纤光栅实现增益平坦和残余泵浦光反射）；Ramam光纤放大器（布喇格光栅谐振腔）；无源器件：滤波器（窄带、宽带及带阻；反射式和透射式）；WDM波分复用器（波导光栅阵列、光栅/滤波组合）；OADM上下路分插复用器（光栅选路）；色散补偿器（线性啁啾光纤光栅实现单通道补偿，抽样光纤光栅实现WDM系统中多通道补偿）；波长变换器OTDM延时器OCDMA编码器光纤光栅编码器。

光纤光栅自问世以来，已广泛应用于光纤传感领域。

由于光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、抗腐蚀、电绝缘、高灵敏度和低成本以及和普通光纤的良好的兼容性等优点，所以越来越受关注。

由于光纤光栅的谐振波长对应力应变和温度的变化敏感，所以主要用于温度和应力应变的测量。

这种传感器是通过外界参量(温度或应力应变)对Bragg光纤光栅的中心波长调制来获得传感信息的。

因此，传感器灵敏度高，抗干扰能力强，对光源能量和稳定性要求低，适合作精密、精确测量。

光纤光栅传感器现已占以光纤为主的材料的44.2%。

光纤光栅传感器已被用于各个方面，例如高速公路、桥梁、大坝、矿山、机场、船舶、地球技术、铁路、油或气库的监测。

传感器的一个发展方向就是多点、分布式传感器，它们主要是利用WDM,TDM,SDM,CDMA的组合。

对于普通单模G.652光纤,在1550nm处色散值为正,光脉冲在其中传输时，短波长的光（“兰光”）较长波长的光（“红光”）传播得快.这样经过一定距离得传输后，脉冲就被展宽了,形成光纤材料的色散.若使光栅周期大的一端在前，使长波长的光在光栅前端反射，而短波长的光在光栅末端反射，因此短波长的光比长波长的光多走了2L距离(L为光栅长度)，这样便在长、短波长光之间产生了时延差，从而形成了光栅的色散。

当光脉冲通过光栅后，短波长的光的时延比长波长的光的时延长，正好起到了色散均衡作用，从而实现了色散补偿。

光纤光栅传感原理及应用

光纤光栅传感原理是利用光纤光栅的特性，当光纤光栅受到外界的光照度变化时，其内部的光纤传感器会发生变化，从而改变光纤光栅的传输特性，从而实现对外界光照度的测量。

应用方面，光纤光栅传感器可以用于测量环境光照度，以及用于检测火灾、检测温度、检测湿度等。

光纤光栅的主要分类

从折射率分布和结构上,光纤光栅的分类有:

1.均匀光纤光栅:这是一种最常见的光纤光栅,是短周期,反射式的光栅.它被广泛运用于光纤激光器,光纤滤波器,波分复用器/解波分复用器以及光纤传感器中.

2.啁啾光纤光栅:它的主要特征是光栅的光学周期延光栅轴向是变化的.它主要用于波分复用系统的色散补偿器,光纤放大器,脉冲压缩、放大,滤波器,传感器及最近很热门的高功率光纤激光器中.

3.相移光栅:在均匀光栅中引入一个或多个相位阶跃性变化构成了相移光栅.它主要运用于窄带滤波器(线宽几十或更小的khz级别),DFB光纤激光器(分布反馈式光纤激光器),光纤放大器的增益平坦化.本人刻写的相移光栅主要用作DFB光纤激光器中,主要包含1um和1.5um两种波段的光纤激光器.

4.取样光栅:取样光栅是按照一定的空间规律对均匀光栅进行采样而得到的。在光学梳状滤波器及多信道色散补偿方面有很重要的应用价值.

5.闪耀光纤光栅,又称倾斜光纤光栅:闪耀光纤光栅与普通FBG不同之处在于其成栅平面与光纤轴向成一夹角.因此，BFBG除了具有FBG的反向耦合特点外，还可以通过倾斜的栅面，将部分入射光耦合到包层中.

6.长周期光纤光栅:光纤光栅的周期大于1um我们就定义为长周期光纤光栅.其特征是同向传输的纤芯基模和包层模之间的耦合，无后向反射，属于透射型带阻滤波器。a.均匀光纤光栅:折射率调制是恒定变化的,且调制间隔是等效变化的.b.啁啾光纤光栅:折射率调制深度是恒定变化的,但是在调制过程中,周期是逐渐成线性变化的.c.切趾均匀光纤光栅:折射率调制深度非恒定变化,而是成某一函数变化的.常见的切趾函数有高斯函数,升余弦函数等...d.切趾啁啾光纤光栅:折射率调制深度和周期都是化的.

光纤光栅折射率

光栅是利用光程差（反射型或透射型等），对多束光进行波的叠加，从而在空间上产生振幅差异的一种光学器件。折射率光栅，顾名思义，就是根据折射率差异进行波的叠加。由于通过不同介质时折射率不一样，从而导致光程不一样，故而可以起到对多个波进行叠加的作用

光纤光栅应变测量方法

光纤光栅同时对温度和应变敏感，当温度和应变同时发生变化时，仅依赖单个光纤光栅波长变化量，将无法区分由温度和应变引起的波长变化。对于1550nm波段的光纤光栅，其温度灵敏度系数约为10.8pm/℃，应变灵敏度系数约为1.2pm/με，那么1℃温度变化将会引起10με的测试误差。

因此，在温度变化较大时，用光纤光栅做应变传感必须考虑温度的交叉敏感影响。目前，为了减小由温度变化引起的误差，通常使用一根参考光纤光栅对测量结果的误差进行补偿，参考光栅粘贴在测量光栅的附近，其栅区悬空，即不受应力影响，同时与测量光栅感受同样的温度变化，用测量光栅的中心波长变化量减去参考光栅的中心波长变化即可达到温度补偿的目的。

光纤光栅传感器的优点

本文分析了布拉格FBG光纤光栅传感器的优点，以及布拉格FBG光纤光栅传感器在哪种环境中使用更有优势，同时列举了北诺?毛细?无缝钢管光纤光栅传感器的特点和优点，该优点在北京大成永盛科技有限公司官网其它文章里有更详细的论述。

光纤光栅传感器拥有传统电传感器所不可比拟的一些优点，例如：

光纤光栅传感器可在潜在爆炸性环境中安全操作。由于光纤光栅测量方式属于没有电的测量方式，本身不会产生电火花，也不会被外界的电磁信号干扰。如果采用北诺?毛细?无缝钢管光纤光栅传感器，首先，由于光纤光栅测量是属于物理测量，不会由于用电而引起起火、爆炸。其次，由于体积微小的不锈钢无缝钢管对光纤光栅进行的保护，使得传感器机械性能特别好，即使遭遇爆炸也不容易停止工作。

图1

可以采用北诺?毛细?无缝钢管串式光纤光栅传感器（详见上图1），在一根传感器内封装多个不同波长的光纤光栅，实现对于被测物或被测环境的准分布式测量。或者使用通信网络，对于多个不同波长的北诺?毛细?无缝钢管光纤光栅传感器进行串行和并行的混合组网（详见下图2）。

图2

体积小，重量轻，适合难以到达的位置和测量点。采用新型的北诺?毛细?无缝钢管光纤光栅传感器，传感器直径只有0.9或0.6毫米，每米重量约为三克，实现了对被测物和被测环境的最小侵入。

图3

图4

可遥感。传感器和解调仪之间的距离超过几公里，可以实现在一个数据中心内对较广大区域里的待测物和待测环境的全监控。

无机械故障和高抗疲劳性。新型的北诺?毛细?无缝钢管光纤光栅传感器采用具有专利技术的不锈钢无缝钢管，对传感元件光纤光栅进行封装和保护，因此传感器不容易有机械故障和疲劳性。

图5

提供绝对测量量而不需要参考值。光纤光栅是基于绝对参数“布拉格波长”的测量，与光纤通道内的功率和光纤通道内的衰减都没有太大关系，因此当光纤本身发生衰减波动的时候不会影响到波长的测量。

我们的理念是：“北诺?，让光纤不脆弱！”

声明：本公司系列产品多包含了包括商标和专利在内的多项知识产权，为推动行业发展和技术进步，北诺?毛细?系列无缝钢管光纤光栅传感器价格适中，鼓励大家正规渠道购买。未经授权，请勿仿制！