Rejilla de Bragg de fibra

Una rejilla de Bragg de fibra ( FBG ) es un tipo de reflector de Bragg distribuido construido en un segmento corto de fibra óptica que refleja longitudes de onda de luz particulares y transmite todas las demás. Esto se logra creando una variación periódica en el índice de refracción del núcleo de la fibra, lo que genera un espejo dieléctrico de longitud de onda específica . Por lo tanto, una rejilla de Bragg de fibra puede usarse como una fibra óptica en línea para bloquear ciertas longitudes de onda o puede usarse como un reflector de longitud de onda específica.

Ken Hill demostró la primera rejilla de Bragg en fibra en 1978. ^[1] Inicialmente, las rejillas se fabricaban utilizando un láser visible que se propagaba a lo largo del núcleo de la fibra. En 1989, Gerald Meltz y sus colegas demostraron la técnica de inscripción holográfica transversal mucho más flexible en la que la iluminación láser procedía del lateral de la fibra. Esta técnica utiliza el patrón de interferencia de la luz láser ultravioleta ^[2] para crear la estructura periódica de la red de Bragg de fibra.

El principio fundamental detrás del funcionamiento de un FBG es la reflexión de Fresnel , donde la luz que viaja entre medios de diferentes índices de refracción puede reflejarse y refractarse en la interfaz.

El índice de refracción normalmente se alternará en una longitud definida. La longitud de onda reflejada ( ), llamada longitud de onda de Bragg, se define por la relación,${\ estilo de pantalla \ estilo de script \ lambda _ {B}}$

donde es el índice de refracción efectivo de la rejilla en el núcleo de la fibra y es el período de rejilla. El índice de refracción efectivo cuantifica la velocidad de propagación de la luz en comparación con su velocidad en el vacío. depende no solo de la longitud de onda sino también (para guías de ondas multimodo) del modo en que se propaga la luz. Por esta razón, también se le llama índice modal.${\displaystyle \scriptstyle n_{e}}$${\displaystyle \scriptstyle \Lambda }$${\displaystyle \scriptstyle n_{e}}$

El espaciado de longitud de onda entre los primeros mínimos (nulos, ver Fig. 2), o el ancho de banda ( ), está (en el límite de red fuerte) dado por,${\displaystyle \scriptstyle \Delta \lambda }$

Figura 1: Estructura de rejilla de Bragg de fibra, con perfil de índice de refracción y respuesta espectral

Figura 2: Potencia reflejada de FBG en función de la longitud de onda

Figura 3: Estructura del cambio del índice de refracción en un FBG uniforme (1), un FBG chirp (2), un FBG inclinado (3) y un FBG de superestructura (4).

Figura 4: Perfil del índice de refracción en el núcleo de, 1) un FBG uniforme positivo únicamente, 2) un FBG apodizado con Gauss, 3) un FBG apodizado con coseno elevado con cambio de CC cero, y 4) un cambio de fase discreto FBG.

Figura 5: Multiplexor óptico add-drop.