Por que se reflete quase um só comprimento de onda?

Cada período dá uma reflexão fraca. Para a maioria dos λ elas se anulam. Só quando λ_B = 2 n_eff Λ as reflexões se somam em fase: interferência construtiva e um coeficiente de reflexão alto.

Como a rede vira sensor?

A deformação e a temperatura mudam o período Λ ou o n_eff e deslocam λ_B. Pelo deslocamento do pico infere-se o alongamento, a temperatura ou a pressão.

O que é a «força» da rede?

Principalmente a profundidade de modulação do índice, Δn. Mais modulação: pico de reflexão mais alto e, em geral, banda mais larga. Numa FBG real também pesa o comprimento da rede.

O espectro é sempre um sino de Lorentz?

Não: é uma simplificação para uma rede fraca e uniforme. FBG fortes e longas dão lóbulos laterais (teoria dos modos acoplados). A apodização — reduzir a modulação nas pontas — atenua esses lóbulos.

Rede de Bragg em fibra

Condição de Bragg λ_B = 2 n_eff Λ. Reflexão numa faixa estreita de comprimentos de onda — perfil de Lorentz didático, não a teoria completa dos modos acoplados.

Sobre o modelo

A rede de Bragg em fibra é uma modulação periódica do índice de refração no núcleo. Ela reflete o comprimento de onda que cumpre a condição de Bragg λ_B = 2 n_eff Λ (n_eff é o índice efetivo do modo, Λ o período) e deixa passar os demais: um filtro de banda estreita. O espectro de reflexão é substituído por um perfil de Lorentz centrado em λ_B; a largura e a altura do pico dependem da profundidade da modulação e de uma largura convencional. Um deslocamento de Λ ou de n_eff (deformação, temperatura) desloca λ_B — assim a rede funciona como sensor. Na tela, o espectro e uma sonda em λ. Não se calculam lóbulos laterais, apodização nem a teoria dos modos acoplados.

Para quem: Fotônica na graduação: condição de Bragg em fibra, filtros e sensores ópticos.

Conceitos-chave

rede de Bragg em fibra
condição de Bragg
índice de refração efetivo
período da rede
espectro de reflexão
perfil de Lorentz

Como funciona

A modulação periódica do índice no núcleo reflete o comprimento de onda λ_B = 2 n_eff Λ e deixa passar os demais. Na tela, um perfil de Lorentz didático e uma sonda em λ: o pico se desloca ao mudar Λ ou n_eff. Assim funcionam os filtros e os sensores de deformação; não se resolve a teoria completa dos modos acoplados.

Perguntas frequentes

Por que se reflete quase um só comprimento de onda?: Cada período dá uma reflexão fraca. Para a maioria dos λ elas se anulam. Só quando λ_B = 2 n_eff Λ as reflexões se somam em fase: interferência construtiva e um coeficiente de reflexão alto.
Como a rede vira sensor?: A deformação e a temperatura mudam o período Λ ou o n_eff e deslocam λ_B. Pelo deslocamento do pico infere-se o alongamento, a temperatura ou a pressão.
O que é a «força» da rede?: Principalmente a profundidade de modulação do índice, Δn. Mais modulação: pico de reflexão mais alto e, em geral, banda mais larga. Numa FBG real também pesa o comprimento da rede.
O espectro é sempre um sino de Lorentz?: Não: é uma simplificação para uma rede fraca e uniforme. FBG fortes e longas dão lóbulos laterais (teoria dos modos acoplados). A apodização — reduzir a modulação nas pontas — atenua esses lóbulos.

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