ŚWIATŁOWODOWE SKOŚNE SIATKI BRAGGA JAKO CZUJNIKI W POMIARACH WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA CIECZY

This publication presents the basic assumptions about the light guiding mechanisms in tilted fiber Bragg gratings, transmission spectra of the fiber with such structures and their sensor properties related to the occurrence of the so-called cladding modes. The light in the form of modes coupled to the optical fiber cladding causes their spectral properties to depend on the difference in the refractive indices of the surrounding medium and the fiber cladding. With the introduction of a small inclination angle of the diffraction fringes forming the Bragg grating, the cladding modes show sensitivity to changes in the refractive index of the environment of aqueous solutions, which makes the spectrum of their applications broad. This publication presents changes in the spectra of selected modes measured for solutions with a specific refractive index, shift sensitivity, and changes in the mode transmission coefficient and processing characteristics at a selected concentration range of solutions. Experimental results show that high order cladding modes respond both by shifting the central wavelength as well as by changing the transmission minimum. In selected ranges, these parameters show a linear characteristic as a function of changes in the concentration of the cane sugar aqueous solution. In the case of TFBG with a tilt angle of 8 °, the sensitivity of wavelength changes is 0.012nm / RIU for solutions with concentrations ranging from 0% to 10% by weight.Niniejsza publikacja prezentuje podstawowe założenia dotyczące mechanizmów prowadzenia światła w światłowodowych skośnych siatkach Bragga (ang. tilted fiber Bragg grating), widma transmisyjne światłowodu z wytworzonymi takimi strukturami oraz ich właściwości czujnikowe związane z występowaniem tzw. modów płaszczowych. Prowadzenie światła w postaci modów sprzęganych do płaszcza światłowodu sprawia, że ich właściwości spektralne zależne są od różnicy współczynników załamania ośrodka otaczającego oraz płaszcza włókna. Przy wprowadzeniu niewielkiego kąta pochylenia prążków dyfrakcyjnych tworzących siatkę Bragga, mody płaszczowe wykazują wrażliwość na zmiany współczynnika załamania otoczenia roztworów wodnych, przez co spektrum ich zastosowań jest szerokie. W niniejszej publikacji przedstawiono zmiany widm wybranych modów mierzonych dla roztworów o określonym współczynniku załamania, czułości przesunięcia oraz zmiany współczynnika transmisji modu oraz charakterystyki przetwarzania przy wybranym zakresie stężenia roztworów. Wyniki eksperymentalne wskazują, że mody płaszczowe wysokich rzędów reagują zarówno przesunięciem centralnej długości fali jak również zmianą minimum transmisji. Parametry te w wybranych zakresach wykazują charakterystykę liniową w funkcji zmian stężenia roztworu wodnego cukru trzcinowego. W przypadku TFBG o kącie pochylenia 8°, czułość zmian długości fali wynosi 0,012nm/RIU dla roztworów o stężeniach od 0% do 10% stężenia wagowego