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Investigation on temperature characteristics of weak fiber Bragg gratings in a wide range
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资源说明：A weak fiber Bragg grating (WFBG) is an ideal quasi-distributed optical fiber sensor. Special attention should be paid to the spectrum and sensing performance of the WFBG at extreme temperatures due to its poor reflection intensity. In this Letter, the temperature characteristics of the WFBG from ?252.75°C to 200.94°C are experimentally investigated. Five WFBGs with reflectivity from ～0.25% to ～10% are used in the experiments. The reflectivity variations and wavelength shifts at different temper
光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating, 简称FBG）因其小巧的体积、灵活性、易于嵌入结构以及对电磁场免疫的特性，在众多领域得到了广泛应用。特别是弱光纤布拉格光栅（Weak Fiber Bragg Grating, 简称WFBG），作为理想的准分布式光纤传感器，其在极端温度下的性能表现尤为重要。由于WFBG的反射强度较低，其在高温或低温环境下的光谱特性和传感性能需特别关注。
这篇研究信件报告了对WFBG在极宽温域（从-252.75°C到200.94°C）的温度特性进行的实验调查。实验中采用了五种不同反射率（约0.25%到约10%）的WFBG。研究人员探讨了在不同温度下光栅的反射率变化和波长偏移情况。实验结果显示，尽管WFBG能在极端温度下存活并工作，但其性能受到了显著影响。低温和高温都对反射率产生了显著的影响。
在宽温范围内，布拉格波长对温度的响应也被获取。这为理解和优化WFBG在高温和低温环境下的应用提供了基础数据。这些研究对于极端环境下的温度监测，如航空航天、深海探索、石油钻探等领域的传感器设计具有重要价值。
此外，FBG传感器在极端温度环境中的耐受性研究已经进行了多年。这些研究不仅关注FBG的物理稳定性，还涉及其在高温和低温下的光学特性，如波长漂移和反射率变化。这些变化直接影响到传感器的准确性和可靠性。
通过深入研究WFBG的温度特性，可以开发出更适应恶劣环境的新型光纤传感器。例如，通过调整光栅的结构参数，可以优化其在特定温度范围内的性能。同时，了解温度对反射率的影响有助于设计更精确的温度补偿算法，提高传感器的测量精度。
这项研究为WFBG在极端温度条件下的应用开辟了新的可能性，也对光纤传感技术的发展提供了重要的理论支持。通过对WFBG在宽温范围内的行为进行深入理解，未来可以设计出更稳定、更灵敏的光纤传感器，满足各种复杂环境下的监测需求。
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