ما هو صريف الألياف
إن Fiber Bragg Grate (FBG) عبارة عن جهاز بصري يعتمد على الألياف الضوئية التي تعكس أو ترشح الضوء بأطوال موجية محددة من خلال تشكيل بنية تعديل معامل الانكسار الدوري في قلب الألياف. في السنوات الأخيرة، مع التطور السريع لتكنولوجيا استشعار الألياف الضوئية والاتصالات، تم استخدام شبكات الألياف على نطاق واسع في المجالات الصناعية والطبية والفضاء وغيرها من المجالات. ستقدم هذه المقالة مبادئ وخصائص وتطبيقات شبكات الألياف بالتفصيل بناءً على الموضوعات الساخنة والمحتوى الساخن على الإنترنت في الأيام العشرة الماضية.
1. مبدأ وهيكل صريف الألياف

المبدأ الأساسي لصريف الألياف هوانعكاس براغأي أنه عندما تمر موجات الضوء عبر ألياف ضوئية مع تعديل معامل الانكسار الدوري، سينعكس ضوء بطول موجي محدد، وسيتم نقل الأطوال الموجية المتبقية. يتكون هيكلها بشكل رئيسي من الأجزاء التالية:
| مكونات | وصف الوظيفة |
|---|---|
| الأساسية | القناة الرئيسية لنقل الإشارات الضوئية، يتغير معامل الانكسار بشكل دوري |
| الكسوة | قم بلف قلب الألياف للتأكد من أن الإشارة الضوئية محصورة داخل قلب الألياف |
| المنطقة النقطية | تعديل معامل الانكسار الدوري بالليزر فوق البنفسجي أو بالطرق الكيميائية |
2. خصائص صريف الألياف
لقد أصبح شبك الألياف جهازًا مهمًا في التكنولوجيا البصرية الحديثة نظرًا لخصائصه الفريدة. وهنا ميزاته الرئيسية:
| الميزات | الوصف |
|---|---|
| انتقائية عالية الطول الموجي | تنعكس أطوال موجية محددة فقط، أما الباقي فينتقل |
| حساسة لدرجة الحرارة والإجهاد | يتغير طول موجة الانعكاس مع درجة الحرارة أو الضغط، وهو مناسب للاستشعار |
| حجم صغير وخفيف الوزن | سهولة الاندماج في الأنظمة المعقدة |
| مكافحة التدخل الكهرومغناطيسي | مناسبة للرصد في البيئات الكهرومغناطيسية القوية |
3. مجالات تطبيق صريف الألياف
وفقًا للمحتوى الساخن على الشبكة بالكامل خلال الأيام العشرة الماضية، تنشط شبكات الألياف في المجالات التالية:
| مجالات التطبيق | استخدام محدد | الحالات الساخنة (آخر 10 أيام) |
|---|---|---|
| اتصالات الألياف الضوئية | مضاعفة تقسيم الطول الموجي، وتصفية الإشارة | يتم استخدام FBG لتحسين الإشارة الضوئية في شبكات 5G |
| مراقبة الصحة الهيكلية | مراقبة الضغط على الجسور والطائرات والمباني | يستخدم مشروع السكك الحديدية عالية السرعة FBG لمراقبة تشوه المسار في الوقت الفعلي |
| المعدات الطبية | المنظار، استشعار درجة الحرارة | مستشعر FBG جديد للملاحة الجراحية طفيفة التوغل |
| صناعة الطاقة | مراقبة خطوط أنابيب النفط والغاز وشفرات توربينات الرياح | منصة طاقة الرياح البحرية تنشر شبكة استشعار FBG |
4. اتجاهات تطوير التكنولوجيا لشبكة الألياف Bragg
إلى جانب النقاط الساخنة الحديثة، تتطور تكنولوجيا صريف الألياف في الاتجاهات التالية:
1.تكامل الاستشعار متعدد المعلمات: من خلال تحسين هيكل الشبكة، يمكن مراقبة معلمات متعددة مثل درجة الحرارة والإجهاد والاهتزاز في وقت واحد.
2.التصغير والمرونة: تطوير شبكات ألياف مرنة لتلبية احتياجات المرفقات للهياكل السطحية المنحنية المعقدة.
3.التحليل بمساعدة الذكاء الاصطناعي: استخدم خوارزميات الذكاء الاصطناعي لمعالجة بيانات استشعار FBG لتحسين دقة المراقبة وكفاءتها.
5. ملخص
باعتبارها مكونًا مهمًا في المجال البصري، تعمل شبكات الألياف على تعزيز الابتكار التكنولوجي في العديد من الصناعات بحساسيتها العالية ومقاومتها للتداخل وقابليتها للتكامل. وانطلاقًا من النقاط الساخنة الأخيرة، فإن تطبيقاته في مجالات مراقبة البنية التحتية وتحديث المعدات الطبية وأمن الطاقة بارزة بشكل خاص. في المستقبل، مع تقدم علوم المواد وتكنولوجيا التصنيع، سيتم توسيع وظائف وأداء شبكات الألياف بشكل أكبر، مما يوفر دعمًا فنيًا أقوى لمجتمع ذكي.
تحقق من التفاصيل
تحقق من التفاصيل