布拉格光柵

"光纖"這個名詞已經是大家耳熟能詳了。大部分的人都知道光鮮主要被用來傳輸資料，其中，"光纖網路"是很常見的一種應用。但是，許多人不知道的是，光纖也可以被用來作感測。而利用光纖進行感測的其中一項技術就是布拉格光柵。

布拉格光柵就是在光纖中加入許多光柵，每個光柵間的距離都是相等的。接著，再把不同平率的光線合在一起並且射出，讓光線在光纖理傳遞。當光線碰到光柵時每一種頻率的光都會有一部份被反射，但是大部分頻率的光線因為波的相位差而互相抵銷(同一頻率的光會因為碰觸到光柵的不同位置而產生多道反射光，這些反射光的波鋒和波谷會相遇並且抵銷)，只有某個特定頻率的光會因為反射光之間沒有向為差而能夠被反射回來。光纖裡面的感測器會紀錄這個反射光的波長。在光纖沒有受到任何壓力變形的情況下，這個反射光的波長是固定的，如果光纖因為受力而變形，載光纖管裡的光柵之間的距離就會改變。當這些光柵之間的距離改變時，能夠被反射回接收器的光的波長就會改變，接收器接收到的光波長改變時，會發送訊號到電腦裡，電腦會依照波長變化的大小算出光纖受到多少壓力。(以下為簡圖)

λ_{B 為反射光波長 , N為光纖的折射率,} Λ為光柵間距離

布拉格光柵非常敏感，能測量到很微小的變化。這種感測器能被應用在偵測土石流上，只要土石有鬆動，光纖就會被彎曲，布拉格光柵就會傳訊號到電腦裡，如果反射光的波常變化很大，就代表有很劇烈的土石流發生，透過這種感測器，我們便能在第一時間做反應。除了偵測土石流，布拉格光柵也能被應用在偵測由管換天然氣管線是否有外洩。如果在天然氣管線以及油管上加裝布拉格光柵，在管子有出現破損的時候，附著在管子上的布拉格光柵就會因為隨著管子變形而彎曲，而電腦就能及時偵測到遊或天然氣外洩的訊號。這項技術讓工業以及環境安全上有很大的幫助，也是很有發展性的科技。