Gravação e caracterização de redes de Bragg em fibras ópticas

Bruno Henrique Nunes, André Orlandi de Oliveira, Sérgio Carlos Zilio e Lino Misoguti

Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo – IFSC/USP

1. Objetivo

Esse projeto visa à gravação de redes de Bragg em fibras ópticas, utilizando método interferométrico com um feixe de laser pulsado de alta potência média, operando no ultravioleta (UV). As redes gravadas serão utilizadas como dispositivos térmicos e mecânicos.

2. Material e Métodos

As redes de Bragg são estruturas periódicas de modulação de índice de refração no núcleo da fibra óptica, ao longo do eixo de propagação da luz, que podem ser obtidas por diferentes processos, como por exemplo, pela iluminação lateral de uma fibra com núcleo fotossensível, com um padrão de interferência. A característica principal destas redes é refletir parte da potência óptica que se propaga pela fibra, em um comprimento de onda determinado pela condição de reflexão de Bragg. Para gerar o padrão de interferência periódico em nosso projeto, utilizou-se um sistema baseado no espelho de Lloyd [1].

Figura I. Montagem experimental utilizando espelhos

de Lloyd

A fonte de luz utilizada na montagem foi um laser Nd:YAG Q-switched 1064 nm, Brilliant B Quantel®, taxa de repetição de 20 Hz, energia média por pulso de 60 mJ, pulsos de 6 ns, com freqüência quadruplicada por cristais de KD*P, para gerar pulsos intensos no ultravioleta (266 nm).

O monitoramento da gravação da rede de Bragg é realizado com um medidor de onda

(Optical Spectrum Analizer, Anritsu®, range de 0,6-1,75 µm, 0,5 Å de resolução) e uma fonte de banda larga de emissão ASE (Amplified Spontaneous Emission) de fibra dopada com érbio. Neste caso, pode-se detectar tanto a intensidade quanto o comprimento de onda de reflexão (ou transmissão).

3. Resultados e Discussão

O método nos possibilitou a confecção de grades com largura de banda de aproximadamente 5 nm, com rendimento de reflexão de informação de 50%. Como aplicação, utilizou-se grades gravadas próximos de 800 nm como sensor de estresse mecânico e sensor térmico.

Figura II. Gráfico ilustrando o deslocamento do comprimento de onda de Bragg em função de

deformação física. Cada comprimento de onda está localizado em posições diferentes de um cilindro de

granito sujeito a compressão.

4. Conclusão

Sobre os resultados obtidos até o momento, podemos dizer que a técnica para confecção das grades encontra-se dominada e a aplicação das mesmas como sensores é uma possibilidade bastante viável.

5. Referência

[1] Grosso P. and Bosc, D. Opt. Commun.

214, 129 (2002).