ఫైబర్ బ్రాగ్ గ్రేటింగ్‌లు (FBGలు) ఆప్టికల్ ఇంజనీరింగ్ రంగంలో ముఖ్యమైన భాగాలు, క్రియాశీల మరియు నిష్క్రియ ఆప్టికల్ పరికరాలలో కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. ఈ క్లిష్టమైన సాంకేతికత మనం కాంతిని గ్రహించే మరియు ఉపయోగించుకునే విధానంలో విప్లవాత్మక మార్పులు చేసింది, అనేక వినూత్న అనువర్తనాలకు తలుపులు తెరిచింది.
ఫైబర్ బ్రాగ్ గ్రేటింగ్స్ యొక్క బేసిక్స్
FBGల యొక్క ప్రాముఖ్యతను అర్థం చేసుకోవడానికి, వాటి ప్రాథమిక సూత్రాలను పరిశీలించడం చాలా అవసరం. FBGలు ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్‌లో ఆవర్తన కదలికలు, ఇవి ప్రత్యేకమైన తరంగదైర్ఘ్యం-ఆధారిత రిఫ్లెక్టర్‌ను సృష్టిస్తాయి. ఈ రిఫ్లెక్టర్ కాంతి యొక్క నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యాలను ప్రతిబింబించే అద్భుతమైన సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, అయితే ఇతరులను దాటడానికి అనుమతిస్తుంది.
FBGలు సాధారణంగా ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లలో అతినీలలోహిత (UV) లేదా ఇన్‌ఫ్రారెడ్ (IR) లేజర్ జోక్యం నమూనాల వంటి సాంకేతికతలను ఉపయోగించి చెక్కబడి ఉంటాయి. రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్‌లోని ఆవర్తన మాడ్యులేషన్ బ్రాగ్ డిఫ్రాక్షన్‌ను ప్రేరేపిస్తుంది, దీని ఫలితంగా నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యాల ప్రతిబింబం ఏర్పడుతుంది, వీటిని బ్రాగ్ తరంగదైర్ఘ్యాలు అంటారు.
యాక్టివ్ ఆప్టికల్ పరికరాలతో పరస్పర చర్య
FBGలు మరియు యాక్టివ్ ఆప్టికల్ పరికరాల మధ్య పరస్పర చర్య నిజంగా మనోహరమైనది. లేజర్‌లు మరియు ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌ల వంటి యాక్టివ్ ఆప్టికల్ పరికరాలు కాంతి ప్రవర్తనను మార్చటానికి మరియు నియంత్రించడానికి FBGల యొక్క ప్రత్యేక ప్రతిబింబ లక్షణాలను ఉపయోగించగలవు. ఉదాహరణకు, FBGలు తరచుగా ట్యూనబుల్ లేజర్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి, ఇక్కడ ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణ కీలకం. లేజర్ కుహరం లోపల FBGలను ఉంచడం ద్వారా, నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యాల ప్రతిబింబాన్ని రూపొందించవచ్చు, ఇది లేజర్ అవుట్‌పుట్ యొక్క ఖచ్చితమైన ట్యూనింగ్‌ను అనుమతిస్తుంది.
అంతేకాకుండా, ఫైబర్ ఆప్టిక్ కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్‌లలో FBGలు విస్తృతమైన ఉపయోగాన్ని కనుగొంటాయి. అవి వేవ్‌లెంగ్త్-డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ (WDM) సిస్టమ్‌లలో కీలకమైన అంశాలుగా పనిచేస్తాయి, ఇక్కడ బహుళ ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌లు వేర్వేరు తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద ఒకే ఆప్టికల్ ఫైబర్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడతాయి. FBGలు ఈ సిగ్నల్‌లను వాటి నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యాల ప్రకారం ఫిల్టర్ చేయడానికి మరియు వేరు చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి, సుదూర ప్రాంతాలలో సమర్థవంతమైన మరియు విశ్వసనీయమైన కమ్యూనికేషన్‌ను అనుమతిస్తుంది.
నిష్క్రియాత్మక ఆప్టికల్ పరికరాలతో పరస్పర చర్య
నిష్క్రియ ఆప్టికల్ పరికరాల రంగంలో, FBGలు బలవంతపు కార్యాచరణల శ్రేణిని అందిస్తాయి. ఆప్టికల్ ఫిల్టర్లు మరియు కప్లర్‌ల వంటి నిష్క్రియ పరికరాలు FBGల యొక్క స్వాభావిక ప్రతిబింబం మరియు తరంగదైర్ఘ్యం-ఎంపిక లక్షణాల నుండి ప్రయోజనం పొందుతాయి. ఆప్టికల్ ఫిల్టర్‌లలో విలీనం చేయబడినప్పుడు, FBGలు ఖచ్చితమైన తరంగదైర్ఘ్యం వడపోతను ప్రారంభిస్తాయి, మిగిలిన వాటిని ప్రతిబింబిస్తూ కావలసిన తరంగదైర్ఘ్యాలను మాత్రమే దాటేలా చేస్తాయి. ఆప్టికల్ సెన్సింగ్ మరియు స్పెక్ట్రోస్కోపీతో సహా వివిధ అప్లికేషన్‌లలో ఈ సామర్ధ్యం ఉపకరిస్తుంది.
ఇంకా, FBGలు ఫైబర్ ఆప్టిక్ సెన్సార్‌లలో కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి, ఇక్కడ అవి అసాధారణమైన సున్నితత్వం మరియు ఖచ్చితత్వంతో ఒత్తిడి, ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనం వంటి భౌతిక పారామితులను కొలవడానికి వీలు కల్పిస్తాయి. ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లో FBGలను చేర్చడం ద్వారా, ప్రతిబింబించే బ్రాగ్ తరంగదైర్ఘ్యాలలో సంబంధిత మార్పులను పర్యవేక్షించడం ద్వారా ఈ పారామితులలో మార్పులను ఖచ్చితంగా గుర్తించవచ్చు.
ఆప్టికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో అప్లికేషన్లు
FBGల యొక్క బహుముఖ స్వభావం విభిన్న ఆప్టికల్ ఇంజనీరింగ్ అప్లికేషన్‌లలో వాటిని విస్తృతంగా స్వీకరించడానికి దారితీసింది. పంపిణీ చేయబడిన సెన్సార్ నెట్‌వర్క్‌ల రంగంలో ఒక ముఖ్యమైన అప్లికేషన్ ఉంది, ఇక్కడ FBGలు అధిక ఖచ్చితత్వంతో విస్తృతమైన ప్రాంతాలను పర్యవేక్షించగల సామర్థ్యం గల పంపిణీ చేయబడిన సెన్సింగ్ సిస్టమ్‌ల యొక్క సాక్షాత్కారాన్ని ప్రారంభిస్తాయి. ఈ వ్యవస్థలు ఇతర డొమైన్‌లలో నిర్మాణాత్మక ఆరోగ్య పర్యవేక్షణ, పర్యావరణ సెన్సింగ్ మరియు పారిశ్రామిక ప్రక్రియ నియంత్రణలో ప్రయోజనాన్ని పొందుతాయి.
మరొక చమత్కారమైన అప్లికేషన్ ఆప్టికల్ కోహెరెన్స్ టోమోగ్రఫీ (OCT) పరిధిలో ఉంది, ఇది మెడికల్ డయాగ్నస్టిక్స్‌లో విస్తృతంగా ఉపయోగించే నాన్-ఇన్వాసివ్ ఇమేజింగ్ టెక్నిక్. OCT సిస్టమ్‌ల రూపకల్పనలో FBGలను కీలక భాగాలుగా ఉపయోగించడం ద్వారా, సాంకేతికత అద్భుతమైన ఇమేజింగ్ రిజల్యూషన్‌లను మరియు లోతుగా చొచ్చుకుపోవడాన్ని సాధించగలదు, మెరుగైన రోగనిర్ధారణ సామర్థ్యాలతో వైద్య నిపుణులను శక్తివంతం చేస్తుంది.
పురోగతి మరియు ఆవిష్కరణలు
FBG సాంకేతికత యొక్క పరిణామం ఉత్తేజకరమైన పురోగతులను మరియు ఆవిష్కరణలను అందిస్తూనే ఉంది. పరిశోధకులు మరియు ఇంజనీర్లు తమ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి మరియు వాటి అనువర్తనాన్ని విస్తరించడానికి FBG డిజైన్ మరియు ఫాబ్రికేషన్ టెక్నిక్‌ల సరిహద్దులను నిరంతరం నెట్టివేస్తున్నారు. ఈ ప్రయత్నాలు కొత్త రకాల FBGలకు దారితీశాయి, వీటిలో చిర్ప్డ్ FBGలు మరియు ఫేజ్-షిఫ్టెడ్ FBGలు ఉన్నాయి, ఇవి మెరుగైన వ్యాప్తి నియంత్రణ మరియు ఫిల్టరింగ్ సామర్థ్యాలను అందిస్తాయి.
అంతేకాకుండా, ఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్ ఇన్‌స్క్రిప్షన్ వంటి FBG రైటింగ్ టెక్నిక్‌లలోని పురోగతులు, అపూర్వమైన ఖచ్చితత్వం మరియు ప్రత్యేకమైన రేఖాగణిత కాన్ఫిగరేషన్‌లతో FBGల సృష్టిని సులభతరం చేశాయి, ఆప్టికల్ ఇంజనీరింగ్ మరియు ఫోటోనిక్స్‌లో కొత్త సరిహద్దులకు తలుపులు తెరిచాయి.
ముగింపు
ముగింపులో, ఫైబర్ బ్రాగ్ గ్రేటింగ్‌లు ఆప్టికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో ముందంజలో ఉన్నాయి, వినూత్న అప్లికేషన్‌ల హోస్ట్‌ను ఎనేబుల్ చేయడానికి యాక్టివ్ మరియు పాసివ్ ఆప్టికల్ పరికరాలతో సజావుగా ముడిపడి ఉన్నాయి. వారి అద్భుతమైన ప్రతిబింబం మరియు తరంగదైర్ఘ్యం-ఎంపిక లక్షణాలు, కొనసాగుతున్న సాంకేతిక పురోగతులతో పాటు, ఆప్టికల్ ఇంజనీరింగ్ మరియు ఫోటోనిక్స్ యొక్క రంగాలను ఎలివేట్ చేస్తూనే ఉన్నాయి, ఇది అద్భుతమైన అవకాశాలతో నిండిన భవిష్యత్తును వాగ్దానం చేస్తుంది.