FBG方式の原理： FBGセンサについて
- FBGとは
- FBGに入射する光の挙動 （画像をクリックしてご覧下さい）
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λB = 2 n d (1)
ここで、
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λB ： Bragg 波長
n ： 伝播モードの屈折率
d ： Bragg Grating の間隔
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λB ： Bragg 波長
- 波長シフトが発生するメカニズム
- 機械的ひずみと波長シフトの関係
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ΔλB ⁄ ε = λB GF
ここで、
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ΔλB ： Bragg 波長のシフト量
ε ： 機械的ひずみ
GF ： 比例定数（Corning製SMF128ではGF = 0.78）
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ΔλB ： Bragg 波長のシフト量
- 温度変化と波長シフトの関係
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ΔλB ⁄ ΔT = λB TC
ここで、
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ΔT ： 温度変化
TC ： 比例定数（SMF128ではTC = 6.8 x 10-6/K）
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ΔT ： 温度変化
FBGは、シングルモード光ファイバー（SMF）のコアに一定のピッチで周期的な屈折率分布を 持たせた構造であり、波長選択素子やセンサとして一般的に用いられている。 屈折率差は10-4程度であり、通常、水素処理したSMFにエキシマレーザー の回折光を照射することにより形成される。
FBG-ISの光源からの広帯域光がFBGに入射すると、次式で表わされるBragg条件を 満足する波長の光のみが反射され、
それ以外の光は透過する。機械的ひずみと温度変化は、共に屈折率とFBG間隔の変化を引き起こすため、 (1)式で表される反射波長（Bragg波長）は機械的ひずみと温度変化によりシフトすることがわかる。 機械的ひずみと温度変化における屈折率と間隔の波長シフトへの寄与率は概ね下記の通りである。
機械的ひずみ： 屈折率(Elastooptic効果）20%, 間隔80%
温度変化 ： 屈折率(Thermooptic効果）90%, 間隔10%
機械的ひずみと波長シフトの関係は次式で表わされる。
温度変化と波長シフトの関係は次式で表わされる。