弱反射光纖光柵，簡稱弱柵，是指反射率低于0.1%，甚至0.01%的光柵。相較于傳統(tǒng)強(qiáng)反射率光柵，一根光纖上往往只能復(fù)用幾十個(gè)光柵，弱柵在單根光纖上可以復(fù)用成千上萬個(gè)光柵，這進(jìn)一步增加了單根光纖的復(fù)用光柵數(shù)量（傳感容量），在光纖傳感領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用前景，近年來備受關(guān)注。本文對(duì)弱反射光纖光柵（WFBG）陣列作簡單介紹。
1、光纖布拉格光柵（FBG）的概念
FBG基本原理是在光纖特定位置通過紫外光或飛秒激光照射光纖，使具有光敏性的光纖纖芯產(chǎn)生周期性的折射率分布，形成光柵敏感區(qū)。它對(duì)波長具有選擇性，能夠使特定波長的光反射，而使其他光透過，相當(dāng)于一種窄帶反射式濾波器。其反射的中心波長信號(hào)跟光柵周期和纖芯的有效折射率有關(guān)。
將FBG光柵區(qū)用作傳感區(qū)，當(dāng)其所處外界環(huán)境溫度或應(yīng)力變化，外力作用下會(huì)導(dǎo)致FBG的柵區(qū)長度或纖芯的有效折射率改變，而引起FBG特定中心波長的移動(dòng)。通過光譜分析儀或波長解調(diào)技術(shù)對(duì)FBG波長變化進(jìn)行檢測，可實(shí)現(xiàn)待測物的應(yīng)變或溫度測量。
圖1. FBG結(jié)構(gòu)及波長選擇性
2、弱反射光纖光柵（WFBG）的概念
弱反射光纖光柵（WFBG）是一種低反射率的FBG，其反射率通常小于0.1%。弱反射光纖光柵陣列是在一根光纖上密集刻寫成千上萬WFBG，柵距（從中心到中心的間隔）可小到10mm，相鄰兩光柵的間隔可小到1mm。
圖2. 弱反射光纖光柵陣列示意圖
圖3. OFDR設(shè)備測量WFBG陣列
目前成熟的弱反射光纖光柵陣列制備工藝是拉絲塔在線刻?hào)偶夹g(shù)，它是在拉絲塔對(duì)光纖預(yù)制棒進(jìn)行拉絲處理后，通過相位掩模板系統(tǒng)刻寫WFBG，再利用涂覆裝置進(jìn)行光纖涂覆。相對(duì)于傳統(tǒng)的FBG，WFBG還具有以下幾項(xiàng)優(yōu)勢：
- 沿光纖的長度方向，WFBG可覆蓋高達(dá)95%的范圍；
- 無需剝離涂覆層，光纖的機(jī)械強(qiáng)度高；
- 涂層均勻覆蓋和無拼接配置光柵陣列，陣列復(fù)用能力得到極大增強(qiáng)；
- 同波長弱反射光纖光柵陣列可結(jié)合OFDR分布式光纖傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定、高分辨、分布式應(yīng)變溫度測量。
弱反射光纖光柵陣列應(yīng)用價(jià)值潛力巨大，后續(xù)在光纖傳感領(lǐng)域會(huì)越來越受重視。
