Un reticolo di Bragg è un breve pezzo di fibra ottica progettato per filtrare le lunghezze d’onda della luce. Come i dossi in un tunnel, piccoli reticoli occupano il nucleo di vetro di una fibra, disposti a intervalli fino a centinaia alla volta. Questi sono progettati per riflettere in modo incrementale alcune porzioni di un’onda luminosa. I reticoli disperdono porzioni dell’onda mentre viaggia, il che consente un controllo fine delle proprietà delle trasmissioni delle onde per numerosi scopi.
Complessivamente, questi reticoli stabilizzano le uscite del raggio laser e consentono il funzionamento dei multiplexer a divisione d’onda. Questi dispositivi separano le onde luminose per aumentare le trasmissioni delle onde che viaggiano simultaneamente attraverso la fibra. Altri reticoli di Bragg funzionano con sensori a fibra ottica che misurano la temperatura e la deformazione.
La lunghezza d’onda di Bragg si riferisce al calcolo del periodo di interferenza di un raggio di luce e dell’angolo di incidenza, che consente di distanziare efficacemente i reticoli. Prende il nome dal fisico britannico Sir William Lawrence Bragg. Un reticolo di Bragg viene creato utilizzando un laser ultravioletto (UV) per incidere gli indici di rifrazione lungo un nucleo di fibra.
Due metodi per ottenere variazioni periodiche o aperiodiche della rifrazione includono l’interferenza e il mascheramento. In sostanza, la fotosensibilità di una fibra è alterata dall’esposizione, dall’interferenza o dal mascheramento della luce UV. Questi processi possono essere automatizzati per la produzione in serie di fibre con periodi di reticolo rifrangente.
Un’altra applicazione del reticolo di Bragg in fibra ottica è nell’uso della tecnologia dei sensori. Un tipo di sensore in fibra ottica rileva le proprietà dei materiali che passano attraverso uno spazio vuoto nel percorso ottico. I sensori possono anche utilizzare la fibra per condurre informazioni da altri tipi di sensori. Tali proprietà includono l’intensità della luce, la fase e la polarizzazione. La fibra con reticolo di Bragg riflette in modo innocuo alcune frequenze di luce ad ampio spettro e apre un percorso solo per le lunghezze d’onda desiderabili da analizzare.
Nella tecnologia dei sensori, i principi del reticolo di Bragg sono impiegati anche in altri modi. I sensori dotati di reticolo in fibra di Bragg possono misurare la temperatura e la deformazione. Le variazioni di temperatura possono alterare l’indice di rifrazione di una fibra, che altera le lunghezze d’onda riflesse. Il grado di alterazione corrisponde ai valori di temperatura, salvo altre condizioni come tensione o compressione.
La deformazione può essere causata da fattori simili che causano variazioni di temperatura; per misurare la deformazione è necessario l’uso di un sensore di deformazione e temperatura. Le qualità delle lunghezze d’onda riflesse indicano eventuali cambiamenti nell’indice rifratto. La lettura della temperatura viene semplicemente sottratta dalla variazione totale e la differenza viene attribuita alla deformazione. Questo è indicato come valore di deformazione compensato in temperatura.
I sensori ottici che utilizzano reticolo di Bragg sostituiscono i sensori elettrici convenzionali con caratteristiche di installazione simili; i calibri si montano in modo simile tramite bulloni, saldature, resina epossidica e posizionamenti incorporati. I canali ottici, tuttavia, possono ospitare dozzine di sensori e fornire trasmissioni chiare e sicure su grandi distanze. In quanto tali, questi sensori possono andare dove i sensori convenzionali falliscono.
L’uso del reticolo di Bragg consente la fibra con lunghezze d’onda e larghezze di banda personalizzate. Fornisce le riflettività necessarie per adattarsi a una moltitudine di applicazioni e condizioni sul campo. Le innovazioni in fibra segnano molti miglioramenti su sistemi convenzionali più complessi e costosi.