布拉格光栅(Bragg Grating)是一种重要的光学元件,其工作原理基于布拉格衍射现象。当光束入射到布拉格光栅表面时,它会被光栅中的周期性结构所散射,形成衍射线。只有满足布拉格衍射条件的光束才能形成相干的衍射,因此只有特定波长的光束能够通过光栅。
布拉格光栅的工作原理:
周期性结构:
布拉格光栅的微结构由一系列等间距、等深度的凹槽或凸起组成,这些凹槽或凸起的间距称为光栅常数,决定了光栅的频率和波长选择性。
衍射条件:
根据布拉格定律,当入射光束照射到具有周期性结构的光栅表面时,只有特定波长的光束能够被衍射,形成特定的衍射图样。
应用领域:
布拉格光栅可以用于分光、光谱线测量、激光调制等领域。
布拉格光栅的应用:
光纤光栅(FBG):通过紫外线激光在光纤纤芯中刻录周期性结构,使得特定波长的光在光纤中发生反射,从而筛选出特定的光信号。
体布拉格光栅(VBG):与光纤光栅类似,但是应用于实体材料中,例如在激光器、光调制器、传感器等领域。
布拉格光栅的特性:
波长选择性:能够反射特定波长的光,透射其他波长的光。
环境敏感性:光纤光栅传感器可以随着外部环境(如温度、应力)的变化而改变反射光的中心波长。
布拉格光栅的制作方法:
掩膜板法:使用掩模版在光纤上形成周期性结构。
化学腐蚀法:通过化学反应在光纤上形成周期性结构。
飞秒法:使用飞秒激光在光纤上形成周期性结构。
布拉格光栅因其优秀的反射信号能力和抗干扰能力,在众多领域得到广泛应用。