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ファイバーグレーティングとは

2026-01-13 01:54:28 機械

ファイバーグレーティングとは

ファイバー ブラッグ グレーティング (FBG) は、ファイバー コア内に周期的な屈折率変調構造を形成することにより、特定の波長の光を反射またはフィルターする光ファイバーをベースとした光学デバイスです。近年、光ファイバーセンシングおよび通信技術の急速な発展に伴い、ファイバーグレーティングは産業、医療、航空宇宙などの分野で広く使用されています。この記事では、過去10日間にインターネット上で話題になった話題や注目のコンテンツをもとに、ファイバーグレーティングの原理、特徴、応用について詳しく紹介します。

1. ファイバーグレーティングの原理と構造

ファイバーグレーティングとは

ファイバーグレーティングの中心原理は次のとおりです。ブラッグの反省つまり、光波が周期的な屈折率変調を伴う光ファイバーを通過するとき、特定の波長の光は反射され、残りの波長は透過されます。その構造は主に次の部分で構成されます。

コンポーネント機能説明
コア光信号伝送のメインチャネルであり、屈折率が周期的に変化します。
被覆材ファイバーコアを包み、光信号がファイバーコア内に確実に閉じ込められるようにします。
ラスターエリアUVレーザーまたは化学的方法による周期的な屈折率変調

2. ファイバーグレーティングの特徴

ファイバーグレーティングは、その独特の特性により、現代の光技術において重要なデバイスとなっています。主な特徴は次のとおりです。

特長説明
高い波長選択性特定の波長のみを反射し、残りは透過します
温度とひずみに敏感温度やひずみにより反射波長が変化するためセンシングに最適
小型軽量複雑なシステムへの統合が容易
電磁妨害防止強い電磁環境での監視に最適

3. ファイバーグレーティングの応用分野

過去 10 日間のネットワーク全体のホット コンテンツによると、ファイバー グレーティングは次の分野で活躍しています。

応用分野具体的な用途ホットケース (過去 10 日間)
光ファイバー通信波長分割多重、信号フィルタリングFBGは5Gネットワークの光信号の最適化に使用されます
構造的健全性のモニタリング橋、航空機、建物のひずみモニタリング高速鉄道プロジェクトでは FBG を使用して線路の変形をリアルタイムで監視
医療機器内視鏡、温度検知低侵襲手術ナビゲーションのための新しい FBG センサー
エネルギー産業石油とガスのパイプラインと風力タービンのブレードの監視洋上風力発電プラットフォームがFBGセンサーネットワークを展開

4. ファイバーブラッググレーティングの技術開発動向

最近のホットスポットと組み合わせて、ファイバーグレーティングテクノロジーは次の方向に発展しています。

1.マルチパラメータセンシングの統合:グレーティング構造を最適化することで、温度、ひずみ、振動などの複数のパラメータを同時に監視できます。

2.小型化と柔軟性: 複雑な曲面構造の取り付けニーズを満たす柔軟なファイバーグレーティングを開発します。

3.人工知能支援分析: AI アルゴリズムを使用して FBG センシング データを処理し、モニタリングの精度と効率を向上させます。

5. まとめ

ファイバーグレーティングは、光分野の重要な部品として、その高感度、耐干渉性、集積性により多くの産業の技術革新を推進しています。最近のホットスポットから判断すると、インフラ監視、医療機器のアップグレード、エネルギー安全保障の分野での応用が特に顕著です。今後、材料科学や製造技術の進歩により、ファイバーグレーティングの機能・性能はさらに拡大し、知的社会をより強力に技術的に支えることが期待されます。

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