Progresso no desenvolvimento de sistemas de instrumentação práticos com grade de Bragg de fibra

As grades de Bragg de fibra (FBGs) são elementos de sensoriamento intrínsecos simples que podem ser 'foto-imprimidos' na fibra e representam um dos desenvolvimentos mais empolgantes na área de sensoriamento por fibra óptica, provavelmente desde a criação do interferômetro totalmente a fibra. Esses dispositivos são baseados na fotosensibilidade das fibras ópticas: foi mostrado que a fibra óptica de grau de telecomunicações dopada com germânio (Ge) exibe uma resposta fotosensível significativa quando iluminada com luz UV na região de 248 nm, um comprimento de onda que corresponde a uma banda de absorção, ou 'centro de cor', no vidro associado à ligação Ge/SiO2. A absorção da luz UV no vidro quebra ligações, criando mudanças nos centros de cor que modificam as características de absorção do vidro. Essa mudança na absorção resulta em um deslocamento no índice do vidro em comprimentos de onda afastados da região de absorção através da relação de Kramers-Kronig. Como o dopante de Ge geralmente está confinado apenas à região do núcleo (guiador de luz) da fibra, o efeito é observado apenas no núcleo. A luz UV necessária pode ser facilmente produzida por várias fontes: lasers excimer KrF, lasers de corante, lasers de Ar de frequência duplicada e lasers de Nd:YAG de frequência quadruplicada. Os níveis de potência óptica produzidos por essas fontes variam, e a fonte mais comum utilizada é o laser KrF, que pode produzir pulsos intensos a taxas de repetição de 10 a 50 Hz. As mudanças no índice são geralmente da ordem de 10-3 ou menos, embora trabalhos recentes em fibras com resposta fotosensível aprimorada (fibra carregada com hidrogênio) tenham relatado deslocamentos de índice de aproximadamente 10-2. A chegada das técnicas de exposição lateral holográfica e máscara de fase para escrever grades tornou os dispositivos prontamente disponíveis para uso generalizado em sistemas de fibra óptica. Embora a área de aplicação primária para as grades de Bragg pareça ser no campo das comunicações por fibra, houve um forte interesse na sensorização baseada em FBG, e o progresso nesta área tem sido rápido, com muitos desenvolvimentos significativos nos últimos 5 anos.