파장 브래그 격자 반사율 계산기

광섬유 브래그 격자(FBG)는 광섬유의 짧은 구간에 제작된 일종의 분포형 브래그 반사기로, 특정 파장의 빛을 반사하고 다른 모든 파장의 빛을 투과시킵니다. 이는 파장 필터링, 레이저 안정화, 다양한 응용 분야에서의 변형 또는 온도 변화 감지에 사용됩니다.

배경

FBG의 개발은 광통신 및 감지 기술의 중요한 발전을 가져왔습니다. 20세기 후반에 처음으로 시연된 FBG는 브래그 회절 현상을 이용하여 특정 파장을 반사하고 다른 파장은 통과시켜 파장 특이적 작업에 매우 유용합니다.

계산 공식

광섬유 브래그 격자의 반사율(R)은 다음 공식으로 주어집니다.

\[ R = \tanh^2\left(\frac{\kappa L}{2}\right) \]

여기서:

• R은 반사율,
• κ는 결합 계수 (1/m),
• L은 격자의 길이입니다.

계산 예시

결합 계수(κ)가 1 m⁻¹이고 길이(L)가 10 mm인 광섬유 브래그 격자의 경우:

\[ R = \tanh^2\left(\frac{1 \times 0.01}{2}\right) \approx 0.0001 \]

중요성 및 사용 사례

FBG는 파장 분할 다중화를 위한 통신, 변형 및 온도 측정을 위한 감지 응용 분야, 그리고 파장 안정화를 위한 레이저 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 파장에 따라 빛을 선택적으로 반사하는 능력은 다양한 광학 장치 및 시스템에서 활용됩니다.

일반적인 FAQ

1. 광섬유 브래그 격자란 무엇입니까?

   • 광섬유 브래그 격자는 광섬유 매체에 배치된 광학 반사기로, 특정 파장의 빛을 반사하고 다른 파장의 빛을 투과시킵니다.

2. 결합 계수(κ)는 FBG의 반사율에 어떤 영향을 미칩니까?

   • 결합 계수는 순방향 및 역방향으로 진행하는 모드 간의 전력 전달 효율을 결정하므로 반사율에 영향을 미칩니다. κ 값이 높을수록 반사율이 높아집니다.

3. FBG를 온도 및 변형 감지에 사용할 수 있습니까?

   • 예, FBG는 온도 변화와 기계적 변형에 매우 민감하며, 이는 격자 주기를 변경하고 결과적으로 브래그 파장을 변경합니다. 이는 감지 응용 분야에 유용합니다.

이 계산기는 광섬유 브래그 격자의 반사율을 이해하고 계산하는 간단한 방법을 제공하여 광기술에 종사하는 학생, 엔지니어 및 연구원에게 유용한 도구입니다.