FBG   Fiber Grating, Optical Fiber Grating, Fiber Bragg Grating   광섬유 격자, 격자형 광섬유 소자, 광섬유 그레이팅, 광섬유 브래그 격자

1. 광섬유 격자 소자 (Optical Fiber Grating)

  ㅇ 광섬유 코어의 굴절율을, 광섬유 축을 따라, ㎛ 단위로 주기적인 변화를 주어,
     - 통과하는 여러 파장의 광 신호 중 특정 파장의 광 만을 투과 또는 반사시키는 광소자

     

  ㅇ 회절격자와 달리, 광섬유 내부에서 구현된 일종의 내부 반사 격자임
     - 회절격자 (Diffraction Grating)  :  빛의 진폭,위상에 주기적인 변화를 주도록하는 광학장치


2. 광섬유 격자의 특징 및 응용

  ㅇ 특징
     - 광섬유를 기반으로 만들어졌기 때문에
        . 광섬유와의 연결이 용이함
        . 삽입손실이 작음
     - 소형, 경량
     - 우수한 파장 선택성 
        . 파장 선택도가 높음
     - 주위 환경 변화의 감지 가능 (광섬유 격자 센서)
     - 편광에 덜 민감함

  ㅇ 응용
     - 분산 보상기 : 주로 광통신 상의 펄스 신호 파형의 분산(Dispersion)을 보상
     - 광통신 필터 : 파장 선택 필터, 파장 제거 필터 등
     - OADM : 광 가변 파장 추가/제거 장치
     - 이득 평탄화 필터 : EDFA의 불균일한 증폭 특성 보정
     - 광섬유 레이저 및 공진기
     - 고정밀 센서 : 온도,압력,기계적 변형 감지 (FBG 센서) 등


3. 광섬유 격자의 제조 방법

  ㅇ 게르마늄이 높게 도핑된 광섬유 코어 부분에, 길이 방향으로 UV 레이저에 주기적으로 노출시켜,
     굴절률의 변화를 일으키어 만들어짐

  ㅇ 구분 
     - 홀로그래피 (Holography) 방법  :  두 빔의 간섭으로 격자 형성
     - 위상 마스크 (Phase Mask) 방법  :  일정한 패턴의 마스크를 통해 UV를 조사


4. 광섬유 격자의 구분

  ㅇ 격자 주기에 따른 구분
     - 단 주기 격자 (short-period)
        . 격자 주기 : 수백 나노미터
        . 격자 주기가 짧기 때문에, 광섬유 코어 빛을 반대방향의 빛에 결합시켜 반사시킴
     - 장 주기 격자 (long-period)
        . 격자 주기 : 수십~수백 마이크로미터
        . 격자 주기가 길기 때문에, 광섬유 코어로 진행하는 빛이 클래딩 빛과 결합하여,
          클래딩 부분으로 진행하는 빛을 유도할 수 있게됨 

  ㅇ 격자 구조에 따른 구분
     - Uniform Grating 
        . 격자가 일정한 주기로 새겨짐
     - Tilted  Grating 
        . 격자가 광축에 대해 수직이 아니라 일정 각도로 경사지게 새겨짐
     - Chirped Grating 
        . 격자 주기가 선형 또는 비선형적으로 변화되며 새겨짐


5. 광섬유 브래그 격자 (FBG, Fiber Bragg Grating)

  ㅇ 특히, 단 주기 격자의 대표적 형태로써,
     - 광섬유 내에 주기적으로 굴절률을 변화시켜, 
     - 특정 파장의 빛 만을 반사시키는 필터 역할을 함

     * 특히, 브래그 조건에 만족되는 좁은 영역의 특정 파장에 만 반응(투과,반사 등)함

  ㅇ 구조
     - 광섬유 코어 내의 유효 굴절률을 축방향으로 주기적 또는 비주기적으로 변화시킨 격자 구조임

        . 이 구조는, 광통신, 센서, 레이저 시스템 등 다양한 광 기술 응용 분야에서 사용됨
        . 특히, 외부 물리적 변화(온도,압력,변형 등)에 따라 반사 파장이 민감하게 변하므로,
          정밀 감지 센서로서 널리 활용됨