이노루메 파이버 레이저 브래그 격자

이노루메(Innolume)의 광섬유 브래그 격자(FBG)는 광섬유 원리를 기반으로 하는 중요한 광 소자입니다. FBG의 원리, 장점, 그리고 기능을 소개합니다.

원칙

파이버 브래그 격자는 파이버 코어의 굴절률을 주기적으로 변조하여 형성됩니다. 일반적으로 자외선 레이저와 위상 템플릿 기술을 사용하여 광섬유를 자외선 레이저 빔 아래에 배치하고, 위상 템플릿을 통해 간섭 패턴을 생성하여 코어의 굴절률을 영구적이고 주기적으로 변화시킵니다.

광대역 빛이 광섬유를 통해 전송될 때, 브래그 조건을 만족하는 특정 파장의 빛만 반사되고, 나머지 파장의 빛은 손실 없이 통과합니다.

광섬유가 외부 요인(온도, 변형률 등)의 영향을 받으면 코어의 굴절률과 회절격자 주기가 변하여 브래그 파장의 드리프트가 발생합니다. 브래그 파장의 변화를 모니터링함으로써 온도나 변형률과 같은 물리량을 측정할 수 있습니다.

이점

전자파 방해 방지: 광섬유 소재로 제작되어 자연적으로 전자파 방해를 방지하는 능력이 뛰어나며 전력 시스템, 산업 자동화 및 기타 분야와 같이 복잡한 전자파 환경이 있는 장소에 적합합니다.

고정밀 측정: 온도나 변형률과 같은 물리량의 변화에 ​​매우 민감하여 고정밀 측정이 가능합니다. 구조 건전성 모니터링, 항공우주 및 높은 측정 정확도가 요구되는 기타 분야에 활용될 수 있습니다.

분산 측정: 여러 개의 광섬유 브래그 격자를 동일한 광섬유에 직렬로 연결하여 분산 감지 네트워크를 형성하여 넓은 영역과 긴 거리에 걸쳐 물리적 양을 분산하여 측정하고 모니터링할 수 있습니다.

본질 안전: 광섬유 브래그 격자는 작동 중 전기 스파크와 전자기파를 생성하지 않는 수동 소자입니다. 석유 화학, 석탄 광산 및 기타 산업과 같이 가연성 및 폭발성 환경과 같은 위험한 환경에 적합합니다.

우수한 장기 안정성: 광섬유 소재는 우수한 화학적 안정성과 기계적 특성을 가지고 있습니다. 광섬유 브래그 격자는 장기간 사용 시에도 안정적인 성능을 유지하여 유지 보수 및 교체 비용을 절감할 수 있습니다.

기능

온도 측정: 광섬유 브래그 격자의 온도 민감도를 활용하여 브래그 파장의 변화를 측정함으로써 주변 온도 변화를 정확하게 측정할 수 있습니다. 전력 설비의 온도 모니터링, 건물 화재 경보 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다.

변형률 측정: 광섬유가 늘어나거나 압축되면 격자 주기와 굴절률이 변하여 브래그 파장의 변동이 발생합니다. 파장 변동을 모니터링함으로써 광섬유의 변형률을 정확하게 측정할 수 있습니다. 이 기술은 교량, 댐, 터널과 같은 토목 구조물의 건전성 모니터링과 기계 구조물의 응력 분석에 자주 사용됩니다.

압력 측정: 파이버 브래그 격자를 특정 압력 감지 구조로 감싸면, 압력이 가해지면 구조가 변형되어 파이버 브래그 격자의 변형률이 변하고, 이를 통해 압력을 측정할 수 있습니다. 석유 및 가스 파이프라인의 압력 모니터링 및 유압 시스템의 압력 감지 분야에 활용될 수 있습니다.

진동 측정: 광섬유 브래그 격자에서 반사되는 빛의 파장 변화를 감지하여 진동 정보를 감지할 수 있으며, 이는 기계 장비의 진동 모니터링 및 지진 모니터링 분야에 응용될 수 있습니다.