Este projeto visa gravar redes de Bragg em fibras ópticas usando um laser pulsado UV para criar um padrão de interferência. As redes serão caracterizadas e usadas como sensores térmicos e mecânicos. Grades com banda de 5 nm e 50% de reflexão foram feitas e usadas para medir deformação em granito sob compressão.

1. 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).