本文以日常接觸的聲波類比，講述了理解光纖光柵基本原理所需要的必要知識(shí)——波的反射與疊加（干涉）。本文為了解北京大成永盛科技有限公司所生產(chǎn)的北諾?毛細(xì)?系列無(wú)縫鋼管光纖光柵傳感器的前置科普性文章。

在上一篇文章《毛細(xì)?無(wú)縫鋼管光纖光柵傳感器》中，我們給出了毛細(xì)?無(wú)縫鋼管光纖光柵傳感器的定義。然后，我們也介紹了北京大成永盛科技有限公司是一家專業(yè)的光纖光柵傳感器生產(chǎn)廠家，所生產(chǎn)的北諾?毛細(xì)?系列無(wú)縫鋼管光纖光柵傳感器由于采用了更新的材料和結(jié)構(gòu)從而極具特色。

為了讓大家更好地了解大成永盛的產(chǎn)品，今天我們將開(kāi)始主要介紹光纖光柵傳感器的基本原理（同時(shí)也包含了光纖光柵的原理）。本篇文章為科普性文章，非科研性文章，如果哪位朋友覺(jué)得本文有原則性錯(cuò)誤，也請(qǐng)來(lái)信指正。

圖1

圖2

既然是科普性文章，那么也請(qǐng)大家相信，這篇文章并不難，最難的部分，也不會(huì)超出高中的知識(shí)，因此請(qǐng)大家耐心觀看。

在講述光纖光柵傳感器的原理之前，我們首先需要知道波的反射和波的疊加（干涉）。這是因?yàn)?，光纖光柵傳感器最重要的部分就在于能夠被準(zhǔn)確地檢測(cè)出某些特殊波長(zhǎng)的反射光，通過(guò)反射光的波長(zhǎng)變化，反映出待測(cè)物理量的變化（典型如應(yīng)力、應(yīng)變、溫度）。

由于光波頻率很高，波長(zhǎng)很短，如果不是專業(yè)人士，我們?cè)谌粘Ｉ钪胁蝗菀字苯佑^測(cè)到光波的特點(diǎn)，為了便于大家理解，我在此處使用聲波來(lái)類比光波——聲波光波，長(zhǎng)波短波，反正都是波。

一、單列聲波（光波）的反射

在生活中，你很可能遇到過(guò)下面這個(gè)情景：某一天，你到一處風(fēng)景優(yōu)美的地方去旅行，那里有群山。你來(lái)到一座山前，忽然心生豪邁，對(duì)著大山你開(kāi)始呼喊“北諾?……”（當(dāng)然，你也可以喊“大成永盛”或者你愛(ài)的人的名字），這時(shí)，你聽(tīng)到了山的回聲“北諾?……”，這個(gè)回聲就是聲波的反射（整個(gè)過(guò)程詳見(jiàn)圖3）。你向大山發(fā)出了聲波（入射波），大山給了你相應(yīng)的波的反射（反射波）。

圖3

二、多列聲波（光波）的反射

你接著向前，進(jìn)入了一個(gè)山谷，對(duì)著山谷，你又開(kāi)始呼喊“北諾?……”，這時(shí)，你聽(tīng)到了山谷兩面都在給你回聲“北諾?……，北諾?……”，這山谷兩面的回聲就是兩列或多列聲波的反射（整個(gè)過(guò)程詳見(jiàn)圖4）。

圖4

三、多列聲波（光波）的干涉

機(jī)緣巧合，你走到了山谷中的某一個(gè)點(diǎn)（在你行進(jìn)的路線上，一定存在著這一系列的點(diǎn)），在這里你又開(kāi)始呼喊“北諾?……”，結(jié)果，山谷兩面的回聲如同洪鐘大呂“北諾?……”，震得你腦袋嗡嗡直響。發(fā)生了什么？原來(lái)，此時(shí)兩列聲波或多列聲波發(fā)生了干涉（同時(shí)到達(dá)，形成正疊加，整個(gè)過(guò)程詳見(jiàn)圖5）。

圖5

光波同聲波一樣，在更小的尺度上，滿足一定條件（布拉格條件）的光波在通過(guò)布拉格光纖光柵（FBG）時(shí)也會(huì)產(chǎn)生多路反射波的正向疊加（干涉）。

由于本文為北京大成永盛科技有限公司生產(chǎn)的北諾?毛細(xì)?系列無(wú)縫鋼管光纖光柵傳感器的前置科普性文章，因此，幾米之外就會(huì)發(fā)生的兩列聲波或多列聲波的負(fù)疊加，我們不再贅述。因?yàn)椋覀冊(cè)诠饫w光柵傳感器中需要檢測(cè)的就是多列波的正疊加。

行文至此，相信你已經(jīng)對(duì)于聲波（光波）的反射與疊加（干涉）有了一定的理解。除了風(fēng)景優(yōu)美的大山，你也可以來(lái)北京的天壇公園體會(huì)本文所說(shuō)的波的特性，天壇公園有一個(gè)回音壁，皇穹宇處還有三音石。

需要進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)的是：聲波的特性如此，光纖中傳輸?shù)墓獠ㄔ谟龅?strong>光纖光柵（FBG）時(shí)的特性也一樣如此，也一樣滿足波的反射與疊加原理（當(dāng)然光纖中光波的反射更復(fù)雜，需要詳細(xì)了解的朋友請(qǐng)自行查閱耦合理論，導(dǎo)模反射等）。我們將在下一篇文章里，以光波為基礎(chǔ)介紹光纖光柵是如何工作的。敬請(qǐng)期待！

我們的理念是：“北諾?，讓光纖不脆弱！”

聲明：本公司系列產(chǎn)品多包含了包括商標(biāo)和專利在內(nèi)的多項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，北諾?毛細(xì)?系列無(wú)縫鋼管光纖光柵傳感器產(chǎn)品價(jià)格適中，鼓勵(lì)大家正規(guī)渠道購(gòu)買(mǎi)。未經(jīng)授權(quán)，請(qǐng)勿仿制！