布拉格光栅 (FBG)是如何工作的

布拉格光栅 (FBG) 是只有几毫米长度的微结构，可以光刻到单模光纤芯上。通过UV 激光束横向照射光纤并使用相位掩模的方式啦产生干涉图。这将导致在二氧化硅基质（图1）的物理特性的永久性改变。这种空间周期性调制折射将创建一个谐振结构的核心指标。

通过一个主涂层来对光纤进行保护，直径为 250 微米，不带有涂层的光纤直径为 125 微米。光波将在大约 8 微米直径范围内进行传递。

工作过程

作为一个共振结构，布拉格光栅将作为一个光波选择镜，它是一种窄带过滤器。光谱光线被注入到光纤中，只有非常窄光谱的光线（以布拉格波长

为中心）在光纤内被反射。剩余的光波将继续通过光纤到下一个光栅，并且没有任何损失。 (图 2)

布拉格波长是通过微结构的周期和折射芯的折射率

来定义的。.

布拉格光栅是一种对称性结构，因此其将继续反射无论光波是从哪一个方向通过。

(左上: 注入光纤的光谱; 右上: 光谱的投射光; 中心: 带布拉格光栅的光纤; 表示传输和反射光; 左下: 反射光光谱)

作为应变传感器

布拉格光栅的特性使之可以作为传感器使用。例如，当光纤被拉伸或压缩时，光纤光栅能够测量应变。这是因为光纤的变形导致的布拉格波长（图3）的微观结构周期的变化。

温度传感器

对温度的灵敏性是布拉格光栅的另外一个特性。在这种情况下，对波长的变化的影响主要来自由于热光效应（图4）产生的二氧化硅折射率变化。另外，还有热膨胀导致的微结构周期的变化。